Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно коллекционных сортов яровых зерновых колосовых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата

Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно коллекционных сортов яровых зерновых колосовых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при управлении продукционными процессами на основе прогнозирования урожая и качества зерна, а также для оценки эффективности проводимых агротехнических мероприятий при интродукции новых сортов и сроков их проведения.

Известен способ прогнозирования урожайности озимой пшеницы, состоящий в том, что определяют среднесуточную температуру воздуха в мае и в зависимости от применяемых доз удобрений прогнозируют урожайность по математической зависимости (1)

где у - урожайность озимой пшеницы, ц/га;

х - среднесуточная температура воздуха в мае, °С;

d - доза минеральных удобрений от 0 до 1 (0 - без удобрений; 1 - N₁₂₀P₁₂₀K₆₀)

(патент RU №2158498 С2, МПК7 А 01 G 7/00. Способ прогнозирования урожайности озимой пшеницы / П.Г.Акулов, М.Н.Понедельченко, И.Н.Сокорева, Н.С.Сокорев (RU). - Заявка №98121715/13; заявлено 30.11.1998; опубл. 10.11.2000).

К недостаткам описанного способа прогнозирования урожайности применительно к решаемой нами проблеме относятся большая ошибка между достоверными (экспериментальными) и расчетными (прогнозируемыми) данными. Большая, без запасов почвенной влаги, даже средне стабильная температура воздуха в мае в условиях острозасушливого климата не является залогом получения урожая зерна. Описанная зависимость не учитывает условия, в которых перезимовала озимая пшеница, сколько осталось продуктивных растений и каковы запасы продуктивной почвенной влаги.

Известен также способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно озимых зерновых колосовых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата, включающий установление сроков, норм высева и способов посева, определение положительных сумм среднесуточных температур в пределах 550...650°С в период от посева до прекращения вегетации, формирование растениями в каждом узле кущения по три-четыре стебля с достаточным запасом сахаров для повышения устойчивости растений к отрицательным температурам в диапазоне от -18 до -20°С и расчет величин гидротермического коэффициента, в котором при величине гидротермического коэффициента до 0,5 норму высева уменьшают на 10...15% от оптимальных значений на посевах с шириной междурядий 0,225 м; при величине на 20...25% на посевах с шириной междурядий 0,075 м; при значениях коэффициента в пределах от 0,5 до 0,9 нормы высева сохраняют на посевах с шириной междурядий 0,15 м, а прогнозируемую урожайность устанавливают из выражения:

(2)

где у - ожидаемая урожайность, кг/га;

а - норма высева, шт./га;

b - сумма положительных температур от даты посева до устойчивых отрицательных температур, °С;

с - ширина междурядий, м;

х - длительность посева в днях от рекомендуемых сроков, сутки;

k₁=(0,6...0,8)×10^-3 - коэффициент пропорциональности, учитывающий сортовые качества каждого семени в накоплении зерновой массы, (кг/сутки²) /штук;

k₂=(0,0512...0,0934)×10⁴ - коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние температурного режима на формирование корневой системы растений, кг/сутки/°С×м²;

k₃=(0,00007...0,00015)×10⁴ - коэффициент пропорциональности, учитывающий размещение растений на поверхности поля, кг/м (патент RU №2248690 С2. МПК7 А 01 G 7/00. Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно озимых зерновых колосовых, при возделывании в условиях резко континентального климата / А.С.Сарафанов, В.В.Бородычев, А.М.Салдаев, А.В.Майер, В.Н.Кривко (RU). - Заявка №2003107065/12; заявлено 14.03.2003; опубл. 27.03.2005, Бюл. №9).

Несмотря на то, что в данном способе оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений имеется коэффициент k₁, учитывающий сортовые качества каждого семени в накоплении зерновой массы, однако описанный способ не учитывает условия интродукции сортообразцов, адаптированных к местным климатическим условиям сортов яровых зерновых культур.

Известен также способ прогнозирования урожайности ячменя, состоящий в том, что определяют среднесуточную температуру воздуха в мае и в зависимости от применяемых доз удобрений прогнозируют урожайность ячменя по математической зависимости:

где у - урожайность ячменя, ц/га;

х - среднесуточная температура воздуха в апреле-мае, °C;

d - доза минеральных удобрений от 0 до 1 (0 - без удобрений; 1 - N₁₂₀P₁₂₀К₆₀)

(патент RU №2158500 С2, МПК7 А 01 G 7/00. Способ прогнозирования урожайности ячменя / П.Г.Акулов, М.Н.Понедельченко, И.Н.Сокорева, Н.С.Сокорев (RU). - Заявка №98121738/13; заявлено 30.11.1998; опубл. 10.11.2000).

К недостаткам описанного способа прогнозирования урожайности зерновых колосовых относятся низкая достоверность прогнозируемых данных и малый их срок службы. Для описания реальной картины следует иметь инструментальные данные температуры воздуха в апреле-мае, так как в конце июня уже идет массовая уборка зерновых колосовых культур.

Известен способ управления продукционными процессами сельскохозяйственных растений при возделывании озимых культур в условиях засушливого климата, включающий оптимизацию сроков, норм высева и способов посева, установление суммы среднесуточных температур в пределах 550...650°С за 45...60 суток от момента посева до прекращения в каждом узле кущения по три-четыре стебля с достаточным запасом сахаров для устойчивости растений к минусовым температурам в диапазоне -18...-20°С в бесснежные периоды и установление норм высева для формирования густоты стояния стеблей 500...600 шт./м на черноземных почвах и 300...450 шт./м² на каштановых почвах, вычисление гидротермического коэффициента с учетом осадков за период с температурой выше +10°С и суммы положительных температур за тот же период, посев в десятидневный срок с температурным режимом почвы от +18 до +12°С, в котором планируемую продуктивность озимых культур определяют по формуле:

где у - урожайность зерна, т/га;

а - коэффициент, учитывающий норму высева семян;

b - коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия зоны;

S - фактическая сумма положительных температур от посева до прекращения вегетации, °С;

Gc - гидротермический коэффициент, мм/°С; при этом при Gc меньше 0,5 норму высева семян уменьшают на 10-15% от оптимальных величин, при Gc в диапазоне от 0,5 до 0,9 норму высева сохраняют, при Gc больше 0,9 норму высева увеличивают на 20...25%, а с увеличением норм высева ширину междурядий с 22,5 см уменьшают до 7,5 см (патент RU №2228607 С1, МПК7 А 01 G 7/00. Способ управления продукционными процессами при возделывании озимых зерновых культур в условиях засушливого климата/ А.Ф.Рогачев, А.М.Салдаев, Д.А.Рогачев (RU). - Заявка №2002126981/12; заявлено 09.10.2002; опубл. 20.05.2004, Бюл. №14).

Этот способ принят нами в качестве наиближайшего аналога.

К недостаткам описанного способа относятся низкая достоверность фактических получаемых результатов, т.к. не учитывается важный фактор условия произрастания сортообразца до интродукции.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, -прогнозирование урожайности при подборе и интродукции наиболее перспективных сортов яровых зерновых культур для возделывания в условиях резко континентального климата на юго-востоке Российской Федерации.

Технический результат - повышение продуктивности и качества зерна.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно коллекционных сортов яровых зерновых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата, включающем оптимизацию сроков, норм высева и способов сева, установление суммы среднесуточных температур норм высева для формирования густоты стояния стеблей, вычисление гидротермического коэффициента за период «посев-уборка» и определение расчетом планируемой продуктивности, согласно изобретению заблаговременно высевают стандартный (районированный) среднеспелый сорт, например яровой пшеницы Альбидум 28, устанавливают оптимальную норму высева семян, фактическую сумму положительных температур от посева до момента формирования зерна, величину гидротермического коэффициента, а потенциальную урожайность коллекционных сортообразцов определяют по формуле:

где у - урожайность зерна, т/га;

а - коэффициент, учитывающий отклонения норм высева по сравнению со стандартом;

S - фактическая сумма положительных температур от посева до налива зерна стандартного образца, °С;

Gc - гидротермический коэффициент условий возделывания стандарта, мм/°С;

Gc.o. - гидротермический коэффициент условий произрастания сортообразцов до интродукции, мм/°С;

b - коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия;

с - коэффициент, учитывающий запасы продуктивной влаги почвы в период «всходы - формирование зерна».

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен график урожайности перспективных коллекционных сортообразцов по сравнению со стандартом (Альбидум 28) по данным полевых опытов 2003-2004 годов.

На фиг.2 показано влияние режима минерального питания на урожайность сортообразцов.

На фиг.3 для наглядности на диаграммах показано влияние предпосевной обработки ростовыми препаратами семян сортообразцов на урожайность.

На фиг.4 изображена диаграмма натуры (масса 1000 г зерна) от срока посева на примере яровой пшеницы Краснокутка 10 и Альбидум 28 (стандарт).

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно коллекционных сортов яровых зерновых колосовых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата включает оптимизацию сроков, норм высева и способов сева, инструментальное установление суммы среднесуточных температур от момента посева до прекращения вегетации, установление норм высева для формирования густоты стояния стеблей, вычисления гидротермического коэффициента А.С.Селянинова за период «посев-уборка» и определение расчетом планируемой продуктивности.

Большая часть территории Российской Федерации характеризуется дестабилизированной экологической средой и экспериментальными экологическими режимами, где одни факторы находятся в избытке (солнечная энергия, ФАР), а другие - в дефиците (осадки). В южной части России сосредоточены аридные территории, где господствует сухой, засушливый, жаркий климат. Годовая сумма осадков находится в пределах 180-300 мм. Испаряемость составляет 800-1700 мм. В силу этих причин в аридных районах доминирует постоянный дефицит влаги. Преобладают процессы опустынивания, прогрессирующего засоления, ветровой и солнечной эрозии почв.

Совершенно очевидно, что на этом обширном пространстве сельскохозяйственных угодий России с широкой географической и экологической гетерогенностью природных условий на большей части территории с экстремальными и дестабилизированными экологическими условиями не может быть универсальных сортов, одинаково пригодных для всех природных зон и экологических условий. Это предопределяет и настоятельно диктует необходимость разработки эколого-эволюционных принципов селекции и ориентации селекционных программ на создание географических и экологически специализированных сортов. Ведущими агротехническими факторами, оказывающими влияние на экологическую устойчивость интродуцированных и адаптированных к местным климатическим условиям сортов яровых зерновых, являются определение сроков сева, норм высева, подбор экологически безопасных минеральных и бактериальных удобрений, биологически активных веществ и самой технологии возделывания.

Для объективной оценки потенциальной продуктивности коллекционных сортов зерновых колосовых были выполнены полевые опыты. Полевые исследования проводились на полях Прикаспийского НИИ аридного земледелия, расположенного в Нижнем Поволжье (юго-восток Европейской части России в пределах Прикаспийской и Сарпинской низменностей) на территории Черноярского района Астраханской области. Район является одним из самых северных районов области и наиболее благоприятен для возделывания пшеницы. Его координаты - 47°55' с.ш. и 46°10' в.д. Опытные поля института находятся на высоте 0-10 м над уровнем моря.

По характеру рельефа местности территория района исследований относится к первичной плоской раннехвалынской аккумулятивной пологоволнистой равнине, сложенной засоленными глинистыми, суглинистыми и супесчаными отложениями, и сформирована полынно-злаковыми и полынно-ковыльными полупустынями с чернополынниками по солонцам.

Астраханская область Российской Федерации расположена в зоне светло-каштановых и бурых почв Прикаспийской низменности. Почвенный покров степной части представлен в основном комплексами зональных (с разной степенью засоления) почв с солонцами мелкими и средними и лугово-каштановыми почвами. Гранулометрический состав этих почв преимущественно легко- и среднесуглинистый. Верхний слой почвы характеризуется низким содержанием гумуса (светло-каштановые 60-100 т/га, бурые 40-70 т/га) и питательных веществ - азота и фосфора, высоким содержанием калия. Валовое содержание питательных веществ опытного участка ГНУ ПНИИАЗ показано данными таблицы.

Полевая влагоемкость составляет 20-25% от веса почвы. Коэффициент фильтрации 3-4 см. Верхний слой почвы отличается неблагоприятной структурой. Вследствие слабого промачивания карбонатный горизонт залегает ближе к поверхности почвы, а гипсовый горизонт расположен на глубине 110-120 см. В этих почвах накапливается большое количество солей и характерно равномерное распределение илистой фракции. Реакция водной вытяжки - слабощелочная, в верхних горизонтах рН составляет 7,2-7,5 рН, а в нижних горизонтах достигает 8,0. Содержание доступного азота составляет 4-5 мг на 100 г почвы. Этот показатель - весьма низкий для зерновых культур. Содержание подвижного фосфора колеблется в пределах 15-20 мг на 100 г почвы. Обеспеченность фосфором по профилю не одинаковая. Преобладают почвы от средней до повышенной обеспеченности фосфором для зерновых. Содержание подвижного калия составляет 15-30 мг на 100 г почвы. В светло-каштановых почвах содержатся доступные микроэлементы: медь, марганец, цинк, кобальт, никель, бор, молибден.

Высокая дисперсионность минеральной и органической частей в солонцеватых почвах обуславливает повышенное значение максимальной гигроскопичности и более высокий коэффициент завядания растений. Почва содержит 1,2-1,3% гумуса. В составе поглощенных оснований преобладает Са²⁺ и Mg²⁺, содержание которых составляет 85-98% емкости поглощения и от 3 до 15% приходится на обменный Na⁺.

В целом плодородие богарной пашни оценивается в 25,8 балла по зерновым культурам, в 4,3 балла по однолетним травам. Земли сенокосов степной части оцениваются в 2,8 балла, а пастбище - в 2,3 балла.

По климатическому районированию область проведения исследований является континентальной восточноевропейской территорией умеренного пояса, где суммарная солнечная радиация составляет 4800-5050 МДж/м² в год, а сумма температур воздуха выше 10°С - 2800-3400°С. Средняя годовая разность осадков и испаряемости изменяется от 400 до 700 мм, чем и обусловлен полупустынный и пустынный характер растительности. Суммарная солнечная радиация в январе не превышает 118 МДж/м², а в июне составляет 668 МДж/м², при средней месячной температуре соответственно около -10°С и около +25,4°С.

Сумма температур воздуха за период со средней суточной температурой выше 10° - 3300-3400°С, а переход средней суточной температуры воздуха через 5°С весной приходится на 1-7 апреля.

Число дней в году со средней суточной температурой воздуха выше 20°С достигает 90-93 дня, а переход средней суточной температуры воздуха через +5°С осенью отмечается 28 октября - 1 ноября. Эти данные по месяцам приведены в таблице 2.

Среднее давление воздуха на уровне моря в январе достигает 1023 гектопаскаля при обладающем показателе В-ЮВ направлении ветра. Соответствующий показатель для поля равен 1010 гПа при З-СЗ направлении ветра.

Циклоны в течении всего года приходят с запада, антициклоны зимой (январь) приходят с севера и с запада - летом (июль).

Осадки в теплый период (апрель-октябрь) не превышают рубежа 180 мм. Средняя температура и относительная влажность в 13 часов в июле составляет +29°С и 38% (соответственно). Количество осадков и радиационный баланс за год характеризуются величинами от 278 до 314 мм и 1900 МДж/м. Продолжительность безморозного периода составляет около 170 дней. Даты начала и конца безморозного периода приходятся соответственно на 17-19 апреля и 15-16 октября. Снежный покров сохраняется около 70-75 дней, при средней высоте, из наибольших высот снежного покрова за зиму - 15 см. Летние осадки носят ливневый характер. Наибольшее их число - в мае-июне.

Малое количество осадков, высокие температуры, повышенные скорости ветров (особенно в теплый период) определяют сухость воздуха и почв.

Испаряемость значительно превышает количество выпавших осадков: за май-сентябрь она составляет 800-900 мм, а за апрель-октябрь - 1026 мм, при этом гидротермический коэффициент (ГТК) характеризуется очень низкими величинами: 0,25-0,27. Они во много раз меньше оптимальных коэффициентов, которые характеризуют наилучшие условия увлажнения для развития сельскохозяйственных культур.

Так, для получения 1,0 т/га зерна необходимо около 100 мм осадков, а для создания 1 тонны сухого вещества пшенице требуются около 300 тонн воды. Средняя влагообеспеченность яровых посевов за вегетационный период - 25%. Климатические условия обычно благоприятствуют уборке яровой пшеницы.

Индикатором на различную засоленность почв и элементов микрорельефа является естественная растительность целинной степи, представляющая сложную мозаику на сравнительно небольших участках: типчаковая с примесью ковыля, мятлика, белоуса и другого разнотравья - на микропонижениях, чернополынная - на повышенных элементах микрорельефа и белополынная - в зонах перехода от микропониженной к выровненным участкам.

Растительность исследуемого района характерна для водораздельных равнин и слагается фитоценозами полупустынного и степного типов, которые расположены между первой и второй террасой, имеющие заметное различие в составе травостоя. На второй террасе распространены: полынь астраханская (Artemisia astrochanica), пырей сибирский (Elytrigia sibriaca), мятлик живородящий (Роа bulbosa), прутняк простертый (Kochia prostrata), реже - ковыль (Stipa capillata). На солонцах преобладает белая полынь (Artemisia alba), прутняк (Kochia prostrata), ромашник (Pyrethrium achillcifolium).

В острозасушливые годы растительность на целинных участках выгорает. В растительном покрове первой террасы имеется много общего с условиями хвалынской террасы, но в составе типичного пустынного фитоценоза появляются представители лугово-степных и степных ассоциаций. По мере удаления от реки Волги к границе со второй террасой наблюдается обеднение флоры (в связи с более высокой степенью общего засоления почв). На границе первой и второй террас в понижениях много верблюжьей колючки и других солеросов. Древесная растительность встречается лишь вдоль прирусловых частей протоков и староречий. Лес имеется только на островах. Искусственные насаждения в понижениях Кривой Луки испытывают большое угнетение.

Развивающийся в полупустынной зоне изреженный типчаково-полынный растительный покров обеспечивает сравнительно небольшое накопление биомассы. Засушливость климата в сочетании со способностью некоторых видов растений (кохия, черная полынь, камфаросма) способна вызывать явления биологической солонцеватости. Это создает условия для формирования малогумусных солонцеватых почв.

Анализ природно-климатических условий севера Прикаспийской низменности показывает, что данная территория характеризуется рядом особенностей, которые оказывают значительное влияние на развитие сельскохозяйственного производства. Среди них в первую очередь необходимо отметить экстремальные условия для ведения растениеводства и животноводства, существенное влияние на проявление которых оказывают климатические факторы, свойства почв, растительный покров.

Действие суховеев усиливает неблагоприятные условия в зоне и создает дополнительные трудности в ведении сельского хозяйства.

В годы исследований (2003-2004 гг.) температура воздуха за вегетационный период изменялась в среднем от +13,4 до 16,8°С, при средней многолетней - +13,9°С (см. таблицу 3). Сравнительно прохладным был вегетационный период 2004 года, а наиболее жарким - 2003 год (среднемесячная температура воздуха составляла 13,0 и 17,0°С соответственно). В годы исследований посевы проводили в третьей декаде марта - первой декаде апреля, когда температура воздуха составляла от +9,4 до +15,0°С, а температура почвы на глубине 5 и 10 см была соответственно +4,5 и +1,5°С. Самая высокая температура воздуха отмечена в июне и июле, когда завершен уже период формирования и идет процесс налива и созревания зерна. В отдельные дни температура воздуха повышалась до 40°С, влажность воздуха падала до 20% и ниже.

Анализируя количество осадков и их распределение за период исследований, следует отметить неравномерность их распределения по фазам развития растений. Особенно наибольший дефицит влаги ощущался в марте-апреле, а также в июне, что отразилось на полноте всходов, на формировании ряда элементов продуктивности зерновых колосовых, частично связаны с крупностью и выравненностью зерновок. В связи с чем крупность зерновок, а также масса 1000 зерен у растений в 2003 году была низкой.

Анализ метеорологических условий за 2003-2004 годы свидетельствует о том, что условия вегетации за все годы исследований были в разной степени засушливыми.

За вегетационный период выпало всего 40,2 мм осадков (таблица 3). Напряженная ситуация сложилась уже ранней весной. Сильные ветры быстро иссушили почву, а низкая температура воздуха и почвы (-5...-7°С) не позволяли провести посев в ранние запланированные сроки. Посев провели во второй половине апреля (15.04), в уже сухую почву, так как в марте (0,5 мм) и апреле (1,0 мм) осадков фактически не было.

За период «посев-всходы» усвояемых осадков в почве не наблюдалось, температура воздуха ночью достигала -2°С, а днем - +5...+7°С, поэтому всходы появились лишь 1-3 мая. Дальнейшее повышение температуры воздуха до +19°С соответственно и почвы до +12°С способствовало развитию растений. Наступление фенофаз проходило в экстремальных условиях.

Яровые зерновые культуры не смогли образовать вторичную корневую систему. Фенофазы кущения фактически не было. Колошение было отмечено в срок с 10 по 15 июня. В растениях был только главный колос, а побочных колосьев не наблюдалось.

2004 сельскохозяйственный год по условиям увлажнения и температурному режиму сложился как засушливый и неблагоприятный для формирования урожая зерновых колосовых культур.

Сложившиеся погодные условия осенью 2003 г. и в первые месяцы 2004 г. (количество осадков составило 157,4 мм) привели к значительному накоплению влаги в метровом слое почвы. В первой и во второй декаде марта сумма температур воздуха составила соответственно 16,6 и 15,4°С. В третьей декаде сумма температур поднялась до 105,8°С, а почва прогрелась в среднем до 10,2°С. Это позволило провести посев в запланированные сроки во влажную почву.

Анализируя данные таблицы 4 и результаты наших последующих исследований периода фенофазы «посев-всходы», убеждаемся, что данные по температуре воздуха и почвы являются лимитирующими факторами при прорастании семян зерновых колосовых.

В ГНУ Прикаспийском НИИ аридного земледелия с 1998 года проходят сортоиспытание зерновые культуры из мировой коллекции ВИР. Испытаны более 500 сортообразцов из Индии, Эфиопии, ЮАР, Кении, США, Великобритании, Марокко, Чили, Аргентины, Южной Кореи, Непала, Египта и др. стран, а также сортообразцы из Саратовской, Новосибирской, Волгоградской областей, Ставропольского, Краснодарского и Алтайского краев России. Выделены наиболее перспективные сортообразцы для дальнейших исследований.

В 2003-2004 годах в отделе растительных ресурсов Прикаспийского НИИ аридного земледелия проходили сортоиспытание 125 сортов яровой пшеницы, которые были интродуцированы из различных эколого-географических зон аридных регионов мира. Эти сведения предоставлены в таблице 5.

Полевые исследования образцов яровой пшеницы проводятся в богарных условиях. Стандартом служит районированный с 1987 года в Астраханской области среднеспелый сорт яровой пшеницы Альбидум 28. В 2003-2004 годах лучшие образцы высевались на делянках площадью 3 м² (в 3-кратной повторности) в питомнике высокопродуктивных образцов. Стандарт Альбидум 28 размещали через каждые 10 делянок. Агротехника возделывания - общепринятая для данной зоны (по черному пару, ранневесеннее боронование, культивация, сев с прикатыванием, ручная прополка, уборка). Наблюдения и учеты проводятся по принятой методике ВИР. Посев проводился в оптимальные для данной зоны сроки на естественном агрофоне.

Быстрое появление всходов зависит от особенностей культуры, энергии прорастания и крупности зерна, от влажности почвы, температуры, механического состава и плотности почвы, глубины заделки семян. Посев в лучшие агротехнические сроки сокращает на два-три дня период от посева до появления всходов по сравнению с посевом в более поздние сроки.

Известно, что при наличии влаги в почве продолжительность данного периода тесно связана с температурой: чем она выше, тем период короче, а чем ниже, тем длиннее. Причем эти колебания могут составлять от 2 до 20 дней.

Весенняя засуха увеличивает продолжительность периода «посев-всходы», так как зерно начинает прорастать после того, как впитает 46-58% воды от своего веса. Повышение влажности почвы с 60 по 90% от полной влагоемкости ускоряет прорастание, а падение - ниже 60% - замедляет. Поэтому образцы, устойчивые к засухе в период прорастания семян, имеют меньший период «посев-всходы».

Во все годы проведенных исследований всходы на опытных делянках были достаточно дружными, а продолжительность периода «посев-всходы» была различной и зависела от количества влаги в верхнем слое почвы, а также температуры почвы и воздуха.

Продолжительность периода «всходы-колошение» у зерновых культур определяется в основном температурой воздуха и длиной светового дня. Длительность этого периода является устойчивым сортовым признаком и обусловлена биологическими особенностями сортов. Поэтому сроки колошения гораздо лучше характеризуют сорта зерновых культур по скороспелости.

В наших опытах изучаемую коллекцию образцов яровой пшеницы более четко можно было разделить на группы спелости именно по продолжительности периода «всходы-колошение». Это подтверждается данными о важности определения скороспелости образцов в засушливых регионах именно по дате колошения.

Анализ данных фенологических наблюдений в опытах показал, что изучаемые образцы различались по продолжительности периода «всходы-колошение» в зависимости от происхождения образцов (см. таблицу 6).

Из результатов фенологических наблюдений периода «всходы-колошение» выявлено, что наиболее скороспелыми оказались образцы Кардинал и Харьковская 24 (Россия), RAC-569 (Австралия), Сенбал 1 (Южная Корея). Период «всходы-колошение» у них составил 55-56 дней, а к наиболее позднеспелым сортам можно отнести BW-90 (Канада), Kauz S (Мексика), Пирамида и Ирменка 4 (Россия) с периодом 59-60 дней. У стандартного сорта Альбидум 28 период «всходы-колошение» составил 58 дней, что относит его вместе с такими сортами, как Юлия (Россия), SST-23 (ЮАР), Star 1 (Мексика) к группе среднеспелых образцов.

Продолжительность периода созревания у зерновых культур сокращается по направлению с севера на юг с увеличением средней температуры воздуха. Данный период в условиях богары короче, чем при орошении. Во влажные и прохладные годы разница между периодами «колошение-созревание» практически не наблюдается.

Продолжительность межфазного периода «колошение-созревание» в значительной мере зависит от температуры воздуха. С повышением температуры воздуха длительность этого периода уменьшается. Степень и характер связи температуры воздуха и периода «колошение-созревание» и длительность этого периода выражается коэффициентом корреляции - 0,75. У зерновых повышение температуры воздуха на 1°С укорачивает длительность этого периода в среднем на 3 дня.

В условиях Астраханской области период «колошение-созревание» в развитии пшеницы проходит при воздействии высокой температуры и низкой влажности, значения которых существенно отличаются от оптимальных для данного периода и составляют 16-20°С и 50% (соответственно). Поэтому данный период, как правило, значительно короче периода «всходы-колошение».

По количеству дней межфазный период «всходы-колошение» является значительно более варьирующим в зависимости от условий года. Это еще раз подтверждает вывод о том, что длина этого периода менее подвержена влиянию внешних условий, чем длительность периода «колошение-созревание».

Результаты проведенных исследований показали, что образцы разного географического происхождения несколько отличались по длине периода «колошение-созревание».

По полученным результатам, самым коротким периодом «колошение-созревание» отмечен у сорта образцов 43-694 (Казахстан), Черемшанка (Россия), К 20 (ЮАР), SST-25 (ЮАР). Продолжительность периода у этих образцов составила 34-35 дней. Нами было также отмечено, что к наибольшим периодам «колошение-созревание» до 38 дней относятся образцы Дехонг 2 (Южная Корея), SST-23 (ЮАР) и Тулайковская 10 (Россия).

У стандартного образца Альбидум 28 этот период составил 36 дней, что позволяет его отнести к группе среднеспелых образцов. К таким образцам можно отнести сорта Юлия (Россия) - 37 дней, BW 90 (Канада), Niab 542 (Пакистан) - 36 дней. Эти сведения отображены в таблице 7.

Несмотря на большую роль продолжительности отдельных периодов роста и развития растения, решающее значение при хозяйственной оценке сорта имеет продолжительность всего вегетационного периода.

Отличия по периоду «всходы-созревание» между группами образцов по их происхождению были менее значительными, чем по периодам «всходы-колошение» и «колошение-созревание». Наблюдалась четкая зависимость: группы образцов, имеющие более короткий период «всходы-колошение», также имели и более короткий вегетационный период; и наоборот - группы образцов с продолжительным периодом «всходы-колошение» имели более длинный период «всходы-созревание».

Многообразие находящихся в изучении образцов яровой пшеницы требовало их группировки по спелости. У скороспелых образцов - раннее начало образования зерновки и самый маленький период «колошение-созревание». Раннеспелые и позднеспелые образцы показали себя с лучшей стороны как по массе зерна, так и по выполненности зерен.

Среднепоздние и позднеспелые образцы яровой пшеницы не успевают закончить налив до наступления засушливой погоды в условиях резко континентального климата. В результате у них сокращается продолжительность периода «колошение-созревание», вследствие чего растения пшеницы формируют слабо выполненное, легковесное зерно и дает наименьший урожай.

Таким образом, выделившиеся скороспелые и раннеспелые, а также среднеспелые образцы яровой пшеницы в наибольшей мере отвечают требованиям нового сорта в качестве родительских форм для зоны с засухой в период налива и созревания зерна (см. данные таблицы 8).

В группу раннеспелых (90-92 дней) в аридных условиях Астраханской области вошли образцы Кардинал, Харьковская 24, Mana 2 (Россия), Синди (Эфиопия), Irena (Мексика), Дехонг 4 (Южная Корея). При этом масса колоса у обозначенных сортов составила от 0,9 до 3,2 г.

К группе среднеспелых с вегетационным периодом 93-94 дня относятся такие сорта, как Дехонг 2 (Южная Корея), TIA 2 (Мексика), Юлия и Приленская 6 (Россия), SST-23 (ЮАР), Niab 542 (Пакистан). Масса зерна колоса у данных образцов колебалась от 0,6 до 1,4 г. Это значительно ниже, чем у раннеспелых сортов.

Наиболее позднеспелыми оказались образцы сортов Star 1 и Kauz S (Мексика), BW-90 (Канада) и Kharchia 65 (Индия). Их вегетационный период составил 95-96 дней. У более позднеспелых сортов масса зерна с колоса составила 0,6-1,1 г.

Стандартный образец яровой мягкой пшеницы Альбидум 28 вошел в группу среднеспелых образцов с массой зерна с колоса 0,8 г.

Анализ образцов по продолжительности вегетационного периода позволил определить наиболее скороспелые образцы, которые сочетают в себе короткий период вегетации с высокой продуктивностью зерна, и, наоборот, у позднеспелых сортов масса зерна с колоса была минимальной.

В различных районах возделывания зерновых колосовых устойчивость растений пшеницы к недостатку влаги и перегреву обуславливается различными физиологическими механизмами. Поэтому селекция пшеницы на засухоустойчивость и жаростойкость ведется с учетом этих механизмов. Сведения об устойчивости видов пшеницы к неблагоприятным условиям внешней среды до последнего десятилетия базировались, главным образом, на знании их экологии.

На основе этих данных определяли коэффициент засухоустойчивости по фазам развития пшеницы. Наибольшее его значение отмечено в фазу выхода в трубку.

Основным критерием засухоустойчивости является степень снижения зерновой продуктивности в условиях засухи в сравнении с благоприятными условиями водоснабжения. В условиях Прикаспийской низменности наблюдается сухость воздуха, высокая температура, неравномерное и сезонное выпадение осадков. Создание и внедрение в производство засухоустойчивых высокоурожайных сортов является одной из главных задач растениеводства на юге Российской Федерации. Для региона необходимы такие скороспелые сорта яровой пшеницы, которые успевали бы закончить свое развитие к моменту наступления высоких температур. Интродуцированные сорта зерновых должны уйти от воздушной летней засухи.

В местных условиях засуха проявляется в том, что под влиянием недостаточного атмосферного увлажнения, высоких температур, большой сухости воздуха и повышенной испаряемости нормальная жизнедеятельность растений нарушается, подача воды корнями не покрывает возникшего испарения, растения начинают страдать от перегрева, обезвоживания, снижается процесс фотосинтеза и приостанавливает ростовой процесс. Это в целом приводит к недобору урожая.

По этой причине в задачи наших исследований входило изучение и отбор из исходного материала наиболее засухоустойчивых сортов яровой пшеницы и выделение источников и доноров по физиологическим показателям. В условиях описанных опытов мы наблюдаем засухи в разные фазы развития образцов.

В фазу выход в трубку - колошение в лаборатории экомониторинга Прикаспийского научно-исследовательского института аридного земледелия проводились некоторые физиологические и морфологические анализы яровой пшеницы питомника высокопродуктивных образцов.

Одним из факторов, определяющих устойчивость растений к обезвоживанию, является водоудерживающая способность клеток листьев. Критический порог обезвоживания, после которого тургор не восстанавливается, для яровой пшеницы составляет 40-45% от полного насыщения. Устойчивые к засухе образцы медленнее теряют влагу, поэтому критическая степень обезвоживания у них наступает позже.

Под влиянием обезвоживания прежде всего нарушается синегирическая способность растения, происходит изменение коллоидно-химического состояния протоплазмы, тормозятся ростовые процессы и снижается продуктивность.

Чтобы дать более достоверную оценку засухоустойчивости, необходимо определение нескольких показателей - оводненность листьев пшеницы, интенсивность зеленой окраски и наличие опушенно