CC BY
65
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 633.112: 575.1 М. Г. ЕВДОКИМОВ
Б. М. ТАТИНА В. С. ЮСОВ
Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Омск
ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ И НАЛИВ ЗЕРНА
ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ_
В статье представлены результаты изучения девяти сортов яровой твердой пшеницы по наливу зерна. Проведенные исследования в полевых условиях 2010—2012 гг. выявили, что интенсивность налива зерна, накопление сухого вещества на определенных этапах в сильной степени зависит от метеоусловий данного периода, а также от биологических особенностей изучаемых сортов и от сроков посева.
Ключевые слова: формирование, налив, фаза предмолочная, молочная, тестообразная, восковая.
Западная Сибирь по климатическим ресурсам осенние заморозки (в конце 3-й декады августа — относится к региону рискованного земледелия 1-й декаде сентября) в отдельные годы создают нес резко континентальным климатом, суммой темпе- благоприятные условия для налива зерна. Исследо-ратур более 10 оС 1800 — 2200 о С и суммой осадков вания по сопряженности урожая твердой пшеницы за год 300 — 450 мм. Продолжительность вегетаци- с осадками и температурой воздуха в отдельные онного периода составляет 110—130 суток [1]. Ко- периоды развития в условиях Сибири показали не-роткий вегетационный период, возможные ранние однозначность роли метеофакторов [2, 3].
Продолжительность фаз налива зерна, средняя по срокам 2010—2012 гг., сут
Сорта предмолочная молочная тестообразная восковая
ср. лимиты ср. лимиты ср. лимиты ср. лимиты
среднеранние
Омская янтарная 16 14-21 5 4-7 9 6-14 6 5-8
Омская степная 16 11-22 8 6-11 7 5-10 7 6-8
Харьковская 23 15 13-17 9 6-11 9 6-13 5 3-9
среднее 16 13-20 7 5-9 9 6-12 6 5-8
среднеспелые
Жемчужина Сибири 17 14-26 8 7-12 7 5-9 7 3-9
Сарат. золотистая 19 16-28 9 4-12 7 4-11 7 4-8
Омский рубин 18 14-23 9 8-10 7 4-11 6 3-10
среднее 18 15-26 9 6-11 7 4-10 6 3-9
среднепоздние
Ангел 17 13-25 8 6-15 7 5-12 7 4-10
Горд. 01-117-15 18 13-22 7 6-9 8 5-12 9 6-14
Алейская 17 15-23 8 6-12 8 6-11 6 4-9
среднее 17 14-23 8 6-12 8 5-11 7 5-10
среднее по опыту 17 14-23 8 6-11 8 5-11 6 4-9
В то же время твердая пшеница предъявляет повышенные требования к температурному режиму в период формирования и налива зерна. В связи с этим изучение влияния отдельных метеофакторов на налив зерна является актуальным, поскольку по твердой пшенице в условиях Западной Сибири подобных работ было проведено очень мало [4].
Методика. Изучались 9 сортов твердой яровой пшеницы: Омская янтарная, Ангел, Жемчужина Сибири, Омская степная, Алейская, Гордеиформе 01-117-15, Харьковская 23, Саратовская золотистая, Омский рубин. Сорта высевались в 2010 — 2012 гг. при двух сроках посева (15—16 мая, 25 — 27 мая). В годы испытания сложились довольно контрастные условия в период налива зерна. Для изучения налива зерна использован метод В. М. Костромитина [5], Н. Н. Кулешова [6], Г. В. Коренева [7], основанный на определении количественных характеристик налива, массы абсолютно сухих зерен в предмолоч-ную, молочную, тестообразную и восковую фазы налива. В период после цветения на испытываемых сортах периодически через каждые 3 — 4 дня срезались по 3 колоса (в 2-кратной повторности), обмолачивались, и зерна высушивались до абсолютно сухого веса. Взвешивание проводилось до и после высушивания. При анализе метеофакторов использовали данные Омской ГМС [8]. За основу брали ежедневные параметры осадков, среднесуточной температуры воздуха и для каждого сорта в отдельные периоды налива зерна определяли сумму температур и среднюю температуру за каждый период.
Результаты и обсуждение. Изучаемые сорта по общей продолжительности вегетации были разделены на 3 группы: среднеранние — Омская янтарная, Омская степная, Харьковская 23, среднеспелые — Жемчужина Сибири, Саратовская золотистая, Омский рубин, среднепоздние — Ангел, Гордеиформе 01-117-15, Алейская.
Длительность фаз в период формирования и налива зерна представлена в табл. 1. Более продолжительной является предмолочная фаза: у средне-ранних сортов она составила 16 суток, среднеспелых — 18, среднепоздних — 17. Сортовые различия были несущественны. Однако по годам колебания
в первой группе проявились от 13 до 20, во второй — от 15 до 26, в третьей — от 14 до 23 суток.
Продолжительность молочной фазы у среднеран-них сортов составила 7 суток (с сортовыми различиями от 5 у Омской янтарной до 9 у Харьковской 23), среднеспелых — 9 суток (8 — 9), среднепоздних — 8 суток (7 — 8). Варьирование по годам в среднем по опыту наблюдалось от 6 до 11 суток (среднеран-ние — 5 — 9, среднеспелые — 6—11, среднепозд-ние — 6—12 суток). Тестообразная фаза (в среднем за годы изучения) длилась 7 — 9 суток, с незначительными сортовыми отличиями. Лимиты по группам спелости соответственно составили: 6—12, 4—10, 5—11 суток. Восковая спелость длилась в зависимости от условий года у среднеранних от 5 до 8 суток, среднеспелых от 3 до 9, среднепозд-них — от 5 до 10 суток.
Изменчивость продолжительности фаз по годам и срокам была ниже в предмолочной стадии. Коэффициент вариации составил в среднем по опыту 13,4 %, с различиями по сортам от 8,5 % у сорта Алейская, до 20,1 у Гордеиформе 01-115-15 (табл. 2). В молочной фазе он достигал значения 16,3 %, тестообразной 21,3 %, восковой 24,5 %. Сортовые различия в молочной стадии проявились от 9,8 % у Гордеиформе 01-115-15 до 20 % у сорта Ангел, в тестообразной от 16,3 у Алейской. До 35,5 % у Ангела, восковой от 11,5 у Омской янтарной до 38,8 у Харьковской 23.
Среднесуточная температура воздуха в период молочной спелости у среднеранних сортов была на 0,6 оС выше во втором сроке посева, по сравнению с первым (19,8 и 20,4 оС). На 1,0-1,1 оС выше у сорта Харьковская 23 и Омская янтарная и на одном уровне сорта Омская степная (20,6 и 20,2 оС). В группе среднеспелых сортов различий не выявилось, а в среднепоздней у сорта Ангел различия в пользу второго срока составили 0,8 оС (19,9 и 20,7 оС) и, наоборот, у Гордеиформе 01-115-15 во втором сроке показатель был ниже на 2,1 оС (21,0 и 18,9 оС).
В последующих фазах среднесуточная температура воздуха во втором сроке посева была ниже, чем в первом сроке (табл. 3). В молочной спелости
Коэффициенты вариации продолжительности фаз, средние по срокам 2010—2012 гг.
Сорт предмолочная молочная тестообразная восковая
среднеранние
Омская янтарная 10,61 17,78 21,19 11,46
Омская степная 16,66 16,24 20,36 20,36
Харьковская 23 9,15 14,43 21,39 38,85
среднее 12,14 16,15 20,98 23,55
среднеспелые
Жемчужина Сибири 13,48 18,06 18,79 28,33
Сарат. золотистая 13,66 19,24 21,56 19,90
Омский рубин 13,33 10,61 25,22 33,56
среднее 13,49 15,97 21,85 27,26
среднепоздние
Ангел 15,49 20,00 30,49 27,42
Горд. 01-117-15 20,15 9,83 16,66 14,82
Алейская 8,50 20,69 16,39 25,69
среднее 14,71 16,84 21,18 22,64
среднее по опыту 13,45 16,32 21,34 24,49
Средняя температура воздуха (2010—2011 гг.) по фазам налива зерна, о С
Таблица 3
Сорт предмолочная молочная тестообразная восковая
Срок посева Срок посева Срок посева Срок посева
1 2 1 2 1 2 1 2
среднеранние
Омская янтарная 19,5 20,6 23,1 20,5 18,8 16,5 18,9 19,3
Омская степная 20,6 20,2 19,6 20,1 20,5 15,8 16,2 16,5
Харьковская 23 19,4 20,4 22,0 20,0 19,0 17,4 19,6 20,3
среднее 19,8 20,4 21,6 20,2 19,4 16,6 18,2 18,7
среднеспелые
Жемчужина Сибири 20,4 20,7 19,9 15,8 18,7 17,6 16,5 15,8
Сарат. золотистая 20,5 20,9 20,1 16,5 18,7 16,5 16,2 16,4
Омский рубин 20,3 20,0 19,9 16,2 16,8 17,5 15,9 15,7
среднее 20,4 20,5 20,0 16,2 18,1 17,2 16,2 16,0
среднепоздние
Ангел 19,9 20,7 20,3 16,9 18,9 16,6 16,8 16,7
Горд. 01-117-15 21,0 18,9 20,1 17,8 17,2 15,8 16,6 14,4
Алейская 20,1 20,6 20,8 16,2 19,1 16,8 16,3 16,1
среднее 20,3 20,1 20,4 17,0 18,4 16,4 16,6 15,7
среднее по опыту 20,2 20,3 20,6 17,8 18,6 16,7 17,0 16,8
у среднеранних сортов различия составили 1,4 о С, с максимальным выражением 2,6 оС у сорта Омская янтарная, среднеспелой — 3,8 оС, с колебаниями по сортам 3,6 — 4,1 оС, среднепоздней — 2,8 оС с сортовыми различиями от 2,3 до 4,6 оС.
В тестообразной спелости различия составили по группам спелости соответственно 2,8, 0,9, 1,9 оС. По всем сортам, за исключением среднеспелого сорта Омский рубин, показатели были выше в первом сроке посева.
Наибольшие сортовые различия наблюдались в группе среднеранних сортов (от 2,3 у Омской янтарной до 4,7 у Омской степной). В среднеспелой группе у сорта Саратовская золотистая они достигали 2,2 оС, а у сорта Омский рубин 0,7 оС, но в пользу второго срока. В третьей группе колебания по сортам составили от 1,4 до 2,3 оС.
В период восковой спелости различия по группам были незначительны: 0,5, 0,2, 0,9 о С. Сортовые различия так же были несущественны, за исключением сорта Гордеиформе 01-115-15 (2,2 оС).
В связи с различной продолжительностью отдельных фаз и не однозначными средними температурами в эти периоды налива сумма температур в зависимости от сортов также имела существенные различия. Средние значения по всем сортам, представленные в табл. 4, составили в предмолоч-ной фазе 322 оС в первом и 338 оС во втором сроке. В молочной фазе они были соответственно 211 и 203 оС, тестообразной 208 и 182 оС, восковой 172 и 187 оС. В зависимости от групп спелости в предмолочной фазе сумма температур составила для среднеранних 307 и 321, среднеспелых 343 и 375, среднепоздних 317 и 353 оС. В первом сроке
Сумма температуры по фазам налива, средняя 2010—2013 гг., о С
Сорта предмолочная молочная тестообразная восковая
Срок посева Срок посева Срок посева Срок посева
1 2 1 2 1 2 1 2
Омская янтарная 304 348 126 111 181 123 113 125
Омская степная 330 313 155 147 135 109 107 144
Харьковская 23 288 302 162 191 184 132 85 103
среднее 307 321 148 150 167 121 102 124
Жемчужина Сибири 320 376 158 124 135 132 90 126
Сар. золотистая 349 423 169 147 176 99 103 139
Омский рубин 360 327 180 156 110 92 101 93
среднее 343 375 169 142 140 107 98 120
Ангел 298 383 171 128 155 106 109 112
Горд. 01-117-15 347 296 141 139 128 109 113 166
Алейская 308 382 163 121 161 113 90 121
среднее 317 353 159 129 148 109 104 133
Среднее по опыту 322 338 211 203 208 182 172 187
Таблица 5
Коэффициенты корреляции показателей налива зерна с метеоусловиями (средние 2010—2011 гг.)
Корреляционная пара 1 срок посева 2 срок посева
пм м т в пм м т в
Продолжительность фазы — среднесуточная температура -0,31 -0,59 -0,43 -0,51 -0,39 -0,43 -0,32 -0,39
Продолжительность фазы — сумма температур 0,68 0,77 0,91 0,71 0,83 0,62 0,62 0,84
Интенсивность налива — продолжительность фазы -0,49 -0,52 -0,25 -0,16 -0,52 -0,55 -0,31 -0,17
Интенсивность налива — среднесуточная температура 0,61 0,62 0,14 -0,14 0,72 0,42 0,27 -0,08
Интенсивность налива — сумма температур 0,03 -0,20 -0,22 -0,32 -0,12 -0,22 -0,07 -0,21
Накопление сухого вещества — среднесуточная температура 0,61 0,32 0,01 -0,63 0,41 0,27 0,1 -0,3
Накопление сухого вещества — сумма температур 0,54 0,28 0,53 0,13 0,53 0,09 0,18 0,4
Накопление сухого вещества — интенсивность налива. 0,76 0,72 0,58 0,34 0,61 0,76 0,75 0,68
Накопление сухого вещества — продолжительность фазы 0,07 0,04 0,48 0,53 0,26 -0,13 0,14 0,48
пм — предмолочная, м — молочная, т — тестообразная, в — восковая
вариация сортов наблюдалась от 288 у Харьковской 23 до 360 у Омского рубина, во втором — от 302 у Харьковской 23 до 423 оС у Саратовской золотистой.
В молочной фазе колебания по сортам проявились от 126 у Омской янтарной до 180 у Омского рубина в первом и от 111 у Омской янтарной до 191 оС у Харьковской 23 во втором сроке. Средние значения по группам спелости были следующими: 148 и 150, 169 и 142, 159 и 129 оС. В тестообразной спелости в первом сроке средние значения средне-ранних сортов составили 167, среднеспелых — 140, среднепоздних — 148 оС, с сортовыми различиями от 110 у Омского рубина до 184 у Харьковской 23, во втором — 121, 107, 109, с колебаниями по сортам от 92 у Омского рубина до 132 о С у Харьковской 23 и Жемчужины Сибири. В фазе восковой спелости варьирование по сортам было также существенным: от 85 (Харьковская 23) до 113 (Омская
янтарная, Гордеиформе 01-117-15) в первом и от 93 (Омский рубин) до 166 о С (Гордеиформе 01-117-15) во втором сроке посева.
Корреляционный анализ показал (табл. 5), что сильная положительная связь по всем фазам налива зерна, как в первом, так и втором сроке посева проявляется суммы температуры воздуха с продолжительностью этих фаз (г =0,62 — 0,82) и средняя отрицательная между среднесуточной температурой воздуха и продолжительностью фаз налива (г = —0,31 — 0,59). Интенсивность налива зерна снижается при увеличении продолжительности фаз предмолочной и молочной (г = —0,49 — 0,52). Со среднесуточной температурой воздуха в эти фазы она в сильной степени коррелирует положительно (г = 0,61—0,62) в первом сроке и (0,72 — 0,43) во втором. Накопление сухого вещества со среднесуточной температурой положительно связано только в предмолочной фазе в обоих сроках посева
(г =0,61 и 0,41, соответственно), в восковой спелости эта связь отрицательная, особенно в первом сроке (г = -0,63). С суммой температуры проявляется зависимость в обоих сроках посева в пред-молочной фазе ((г = 0,54 и 0,53), и в тестообразной спелости при посеве в первый срок ((г = 0,53). Высокая сопряженность отмечена между накоплением сухого вещества и интенсивностью налива во всех фазах налива, независимо от срока посева. От продолжительности фазы накопление сухого вещества зависит в тестообразной и восковой спелости в первом сроке и восковой во втором. При этом наблюдается положительная связь.
Таким образом, проведенные исследования в полевых условиях 2010-2012 гг. выявили, что интенсивность налива зерна, накопление сухого вещества на определенных этапах в сильной степени зависит от метеоусловий данного периода, а также от биологических особенностей изучаемых сортов и от сроков посева.
Библиографический список
1. Агроклиматические ресурсы Омской области / Под ред. Е. Ф. Черкашинина. - Л. : Гидрометеоиздат, 1971. - 188 с.
2. Ершов, В. Л. Обоснование технологии возделывания яровой твердой пшеницы в системе почвозащитного земледелия южной лесостепи Западной Сибири : дис. ... д-ра с.-х. наук / В. Л. Ершов. - Омск, 2001. - 386 с.
3. Евдокимов, М. Г. Яровая твердая пшеница в Сибирском Прииртышье / М. Г. Евдокимов, В. С. Юсов. - Омск, 2008. -160 с.
4. Фризен, Ю. В. Особенности зернообразования и его влияние на урожайность, посевные и технологические качества зерна яровой твердой пшеницы в южной лесостепи Западной Сибири : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / Ю. В. Фризен. - Омск, 2011. - 17 с.
5. А. с. 1058544 (СССР), Кл. А 01 Н 1/04. Способ экологической оценки растений / В. М. Костромитин. - № 3433853/3015 ; заявл. 30.04.1982 ; опубл. 07.12.1983, Бюл. № 45, 1983. - 45 с.
6. Коренев, Г. В. Биологическое обоснование сроков и способов уборки хлебов / Г. В. Коренев. - Киев, 1967. - 150 с.
7. Кулешов, Н. Н. Формирование, налив и созревание яровой пшеницы в зависимости от условий произрастания / Н. Н. Кулешов // Записки Харьковского СХИ. - Харьков : Харьковский ун-т, 1951. - Т. 7. - С. 51-139.
8. Агрометеорологический бюллетень. - Омск : Омский ЦГМС, 2010-2011 гг.
ЕВДОКИМОВ Михаил Григорьевич, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией селекции твердой пшеницы.
ТАТИНА Ботагоз Мусаевна, научный сотрудник лаборатории селекции твердой пшеницы. ЮСОВ Вадим Станиславович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции твердой пшеницы. Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 25.12.2014 г. © М. Г. Евдокимов, Б. М. Татина, В. С. Юсов
Книжная полка
Сельскохозяйственная биотехнология и биоинженерия / Под ред. В. С. Шевелухи. - 4-е изд., доп. и перераб. - М. : URSS, 2015. - 700 с. - ISBN 978-5-9710-0982-5.
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по сельскохозяйственным, естественнонаучным и педагогическим специальностям.
Настоящее издание учебника «Сельскохозяйственная биотехнология и биоинженерия» подготовлено коллективом авторов — ведущих специалистов в этой области знаний во главе с академиком РАН, профессором РГАУ МСХА имени К. А. Тимирязева Виктором Степановичем Шевелухой, организатором первой в СССР и России кафедры сельскохозяйственной биотехнологии и биоинженерии в сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.
Подготовка нового издания осуществлялась по традиционной схеме: наращивание современной глубины и расширение масштабов и границ охвата разрабатываемого в последние годы учеными и практиками стратегического направления в развитии принципов и методов синтетической и ядерной биологии, раскрывающих новые возможности для создания принципиально новых биологических ресурсов (растений, животных и микроорганизмов).
Вновь созданные ГМО отличаются повышенной и комплексной устойчивостью к опасным биотическим и абиотическим факторам среды, что в конечном итоге способствует решению социально-экономической, энергетической, продовольственной, медицинской, экологической и общенациональной безопасности государства. Биотехнология и биоинженерия тематически развернуты в настоящей книге до 16 глав крупномасштабного современного научно-практического текста.
Новое издание учебника будет существенным вкладом в научно-производственную и теоретическую базы современной биологии, биотехнологии и биоинженерии и их новейших направлений — синтетического и трансгенного.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по сельскохозяйственным, общебиологическим, педагогическим специальностям и магистерским программам. Книга также будет полезна специалистам в области биотехнологии и биоинженерии, преподавателям биологических и сельскохозяйственных вузов.
