Морфогенез некоторых сортов яровой пшеницы, выращиваемых на территории Костанайской области

Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Технология производства зерна пшеницы

1.2 Ботаническая характеристика яровой пшеницы

1.2.1 Корневая система

1.2.2 Стебель

1.2.3 Лист

1.2.4 Колос

1.3 Экологическая характеристика яровой пшеницы

1.3.1 Влияние экологических факторов на развитие яровой пшеницы

1.4 Агротехнические условия

1.4.1 Сроки посева

1.4.2 Норма высева

2. Экспериментальная часть

2.1 Методика исследования

2.2 Климатические условия района

2.3 Характеристика организации ТОО «Алтынсарино»

2.4 Показатели продукции яровой пшеницы

2.4.1 Этапы органогенеза

2.4.2 Погодные условия за время проведения опыта

2.4.3 Густота стеблестоя и формирование элементов продуктивности сортов яровой пшеницы в зависимости от предшественника

2.4.4 Фенологические наблюдения

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

В зерновом производстве Республики Казахстан северный регион занимает ведущее место. Уместно отметить, что особое положение здесь отводится Костанайской области, Камыстинского района так как здесь площади сильных и твердых сортов яровой пшеницы, зерно которых пользуется спросом не только на внутреннем рынке республики, но и экспортируется с большим успехом в страны ближнего и дальнего зарубежья. Одним из резервов повышения урожайности зерновых культур является хорошо налаженное семейство. Особый интерес представляет экологическая сторона проблемы, поскольку она затрагивает отношение деятельности человека к окружающей среде. Речь идет об увеличении количества и улучшении качества сельскохозяйственной продукции за счет разумного пользования природных возможностей, позволяющего человеку получить дополнительные благо с минимальными издержками и без нарушения экосистемы.

Общепризнано, что сельскохозяйственная практика человека является более мягкой формы его давления на природные системы Земли, чем промышленная. Однако современные методы земледелия еще далеки от совершенства в смысле их оценки с точки зрения экологического благополучия. В связи с этим необходимы глубокие теоретические исследования и обобщение сельскохозяйственного опыта человека, важнейшим моментом которых должно быть определение наиболее оптимальных принципов экологии применительно к решению конкретных задач. зерно пшеница яровой агротехнический

Чтобы управлять формированием урожая, необходимо глубокое понимание функционирования систем определяющих продуктивность, их внутреннюю регуляцию и зависимость от факторов внешней среды. Поскольку урожай является результатом деятельности растений в ценозах, важно понять и физиологически обосновать законы, по которым они развиваются.

Функционирование растений и формирование продуктивности северных агроценозом имеет специфические особенности, обусловленные своеобразием климатических и эдафических условий. Длительный день, умеренные температуры, достаточное (нередкое и избыточное) увлажнение способствует вегетативному росту. В то же время сравнительно короткий вегетационный период лимитирует реализацию фотосинтетических возможностей растений формировать репродуктивные органы, которые обычно и предстовляют хозяйственный интерес.

Перспектива деятельности зерноперерабатывающего предприятия ТОО «Алтынсарино» и других организации республики характеризуется объемами производства продукции, как мука, крупа и комбикорма. Для повышения эффективности деятельности акционерных обществ целесообразно развитие рыночных отношений требует совершенствования действующих структур, устранения монополизации государством рынка зерна.

Продукты питания, вырабатываемые из зерна злаковых растений (печеный хлеб, крупа, макаронные и другие изделия из муки), являются важнейшей составной частью пищи человека. Огромное значение в жизни человека имеют зерна и семена злаковых, бобовых и масличных растений. Исследование мирового потребления продовольствия показывает, что около 50 % белков, 70% углеводов и 15 % жиров приходится на долю зерна и семян. Кроме того, они являются необходимым концентрированным кормовым средством и в некоторой степени техническим сырьем.

Это позволит улучшить структуру питания населения за счет увеличения потребления продуктов животноводства, больше разнообразить ассортимент продуктов в соответствии с современными рекомендациями науки о питании человека. В Продовольственной программе подчеркивается, что ускоренное и устойчивое наращивание производства зерна - ключевая проблема в сельском хозяйств.

В связи с сезонностью зернового производства возникает необходимость хранения в нашей стране и других странах запасов зерна для их использования на различные нужды в течение года и более. Многовековой мировой опыт показывает, что сохранение человеком зерновых ресурсов - большое и сложное дело. Несмотря на недостаток зерна и зерновых продуктов в мире, еще значительная часть их в период хранения гибнет и не доходит до удовлетворения нужд человека.

Цель данной работы является:

Изучить особенности морфогенеза некоторых сортов яровой пшеницы, выращиваемых на территории Костанайской области

Задачи дипломной работы является

- рассмотрение и изучение особенностей яровой пшеницы ее ботанической, экологической характеристики:

- изучить влияние экологических факторов и агротехнический условий на морфогенез яровой пшеницы

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Технология производства зерна пшеницы

В зерновом производстве Казахстана удельный вес яровой пшеницы очень велик. Зерно его богато белком (16-18 %), особенно в засушливые годы (более 20 %). Муку мягкой пшеницы используют в хлебопечении.

Биологические особенности. Семена яровой пшеницы могут прорастать при температуре 1-2°С, а жизнеспособные всходы появляются при температуре 4-5°С. Всходы переносят непродолжительные заморозки до -10°С. Но во время цветения и налива зерна растения повреждаются заморозками -1…-2°С. При температуре ниже 0°С в период созревания, зерно может быть повреждено заморозками; такое морозобойное зерно имеет низкие технологические качества.

Для прорастания семян мягкой пшеницы требуется 50-60% воды от массы сухого зерна. Наиболее благоприятна для растений влажность почвы в пределах 70-75% НВ. [1]

Для мягкой пшеницы особенно благоприятны все виды черноземов, каштановые, средне- и слабоподзолистые почвы. Пшеница страдает от повышенной почвенной кислотности. Хороший ее урожай можно получить на слабокислых и нейтральных (рн 6,5-7,5) почвах.

Продолжительность периода вегетации яровой пшеницы в зависимости от сорта, районов возделывания и погодных условий колеблется от 75 до 115 дней.

Яровая пшеница - культура, очень требовательная к условиям минерального питания: к наличию в почве питательных легкодоступных веществ, что объясняется ее сравнительно коротким периодом вегетации пониженной усвояющейся способностью корневой системы. Поглощение азота происходит в течение продолжительного времени и с особой интенсивностью - в период выхода в трубку - колошения.

Поглощение фосфора происходит более равномерно, однако недостаток его в ранние фазы (всходы - кущение) может повлиять на урожайность.

Калий поступает в растения с первых дней роста до колошения - цветения.

Сорта. Для посева берут допущенные к использованию сорта пшеницы, отзывчивые на высокий агрофон, устойчивые к полеганию, болезням и вредителям. [2]

1.2 Ботаническая характеристика яровой пшеницы

1.2.1 Корневая система

В засушливых условиях развитие корневой системы в значительной мере определяет характер формирования надземной массы растений, ибо функции всех органов растения зависят в первую очередь от обеспеченности влагой и пищей.

В.П. Кузьмин подчеркивал, что от яровой пшеницы в Северном Казахстане требуется сильное развитие и первичных корней - на случай засухи, н узловых корней - для более интенсивного использования влаги в годы умеренного и хорошего увлажнения.

О значении разных групп корней для урожая яровой пшеницы высказываются различные мнения, что можно объяснить различиями в почвенно-климатических условиях в разных районах, а также разницей в методике работы, сортовыми особенностями и т. д.

Мы рассматриваем динамику образования узловых корней в различные годы, массу корней в верхнем слое (0-5 см), глубину и темпы проникновения первичных корней в зависимости от площади питания.

Динамика развития вторичной корневой системы. В период «всходы - колошение» температурный режим в Северном Казахстане благоприятен для быстрого развития вторичной корневой системы в связи с оттягиванием посева до 15-25 мая, что почти на месяц позже сроков посева в Поволжье. В Целиноградской области среднесуточная температура периода «всходы - кущение» даже в самом холодном году выше, чем средняя многолетняя за этот период в Саратове.

Высокие температуры сочетаются в Северном Казахстане с недостатком осадков. Поэтому определяющей для роста узловых корней является влажность в верхних слоях почвы.

Сопоставление данных влагообеспеченности пахотного слоя почвы в фазе кущения с числом растущих узловых корней на растении яровой пшеницы выявляет очень тесную взаимосвязь между этими показателями. Для нормального хода образования вторичной системы содержание продуктивной влаги в слое 0-30 см должно составить не менее 30 мм.

Раннее образование мощной вторичной корневой системы, безусловно, очень важное условие для энергичного роста яровой пшеницы, по в Северном Казахстане период «всходы - кущение» проходит обычно при недостатке влаги и высоких температурах. Поэтому использование растениями более поздних дождей для усиления роста узловых корней представляет немалую ценность.

Рост узловых корней после кущения продолжается в полном соответствии с динамикой продуктивной влаги в слое 0-30 см. В благоприятном по влажности почвы 2010 г. уже к фазе выхода в трубку образовалось 7-8 узловых корней на растении, в то время как в их почти не было. Резкое снижение влажности пахотного слоя приостановило рост корней в этой фазе, после чего их число почти не увеличилось до самой уборки.

Узловые корни продолжали расти энергично и после кущения, несмотря на быстрое снижение влажности почвы. Это явление можно объяснить тем, что за период «всходы - выход в трубку» выпало большое количество осадков (86,8 мм), которое и дало импульс развитию вторичной корневой системы.

Пример 1969 г. доказывает, что яровая пшеница после самой жесткой засухи может использовать свои богатые потенциальные возможности, если этому будет способствовать погода. Почти до колошения главного стебля растения развивались при постоянном дефиците влаги в пахотном слое почвы. За 3-4 дня перед колошением выпало 60 мм осадков при среднесуточных температурах порядка 22°. Дожди продолжались и в последующий период. В итоге яровая пшеница, развивавшаяся на одних первичных корнях почти до колошения, к фазе молочной спелости зерна в главном колосе имела наибольшее за все годы число узловых корней на растение.

Аналогичная ситуация по влажности сочеталась с пониженным температурным режимом в течение всего вегетационного периода.

Поэтому нарастание числа узловых корней па 1 растение шло очень медленно. [3]

Возможность роста узловых корней при улучшении водного режима растений яровой пшеницы даже в длительные засухи видна на примере опыта с нормами посева (таблица 1).

Таблица 1

Динамика развития вторичных корней при различных нормах посева яровой пшеницы

Норма посева, млн.зерен/га	Кущение	Выход в трубку	Колошение	Молочная спелость
1	2,8	7,2	11,8	14,5
2	1,9	5,1	7,7	9,8
3	1,4	4,1	5,5	6,8
4	1,1	3,2	4,5	5,6

Уже в фазе кущения заметно более быстрое иссушение пахотного слоя почвы при загущении до 4 млн. зерен/га.

В наблюдений снижение нормы посева с 4 до 1 млн. зерен/га позволило сохранить на 24% больше продуктивной влаги в слое 0-30 см. Если учесть, что большее количество влаги предназначалось меньшему числу растений, то станет понятно, насколько велика разница во влагообеспеченности растений яровой пшеницы в различных по густоте посевах (таблице 2).

Таблица 2

Число узловых корней пшеницы Саратовская 29 при различных нормах посева, шт/1 растение

Норма, посева млн. зерен/ га	Годы	Среднее
	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
1-1,5	21,0	25,8	11,9	13,6	14,5	8,8	8,1	14,8
2-2,5	14,8	15,3	6,6	10,4	10,2	6,4	5,8	9,9
3-3,5	11,0	14,1	5,3-	6,2	7.2	4,4	2,6	7,3
4-4,5	7,0	13,0	5,4	5,8	5,6	3,3	1,0	5,9

Очень бурное развитие получила вторичная корневая благодаря частым дождям в период «всходы - выход в трубку». Но хорошо раскустившиеся, с мощной корневой системой растения быстро исчерпали запасы продуктивной влаги в почве, началось резкое сбрасывание побегов и листьев.

В условиях умеренно засушливых, когда урожай во многом зависел от запасов влаги в почве, загущенные посевы неплохо укоренились, хотя и значительно уступали разреженным. Соотношение между вариантами норм посева по числу узловых корней на расстояние было таким же в холодном, с дождливым июлем, 2010г., но максимум был достигнут на две недели позже.

Уникальный пример использования июльских дождей представил 2010г. При всех нормах посева число растущих корней на 1 растение было наибольшим за все годы.

В сильной июльской засухой максимальное число узловых корней на 1 растение пшеницы в редком посеве было почти тем же, что и в прошлые годы, но густые посевы укоренились гораздо лучше благодаря хорошему дождю 20 июня (40 мм). Разреженные посевы не успели полностью использовать благоприятную обстановку, так как после дождя наступили 10 суховейных дней подряд.

В острозасушливом 2010 г. яровая пшеница в густом посеве не кустилась и развивалась на одних первичных корнях. В этих же погодных условиях растения редкого посева имели уже в колошении в среднем по 8 узловых корней, которые смогли наилучшим образом использовать осадки, выпавшие в конце июля. Взаимосвязь между ростом вторичной корневой системы и надземной массой. Значение хорошо развитой вторичной корневой системы для создания высокого урожая зерна яровой пшеницы очень велико. Доказано, что на единицу объема узловые корни поглощают вдвое больше фосфора, чем зародышевые корни. Высокая интенсивность деятельности узловых корней объясняется их более молодым возрастом и повышенной жизненностью в сравнении с зародышевыми корнями.

Установлено, что число узловых корней на 1 растение в Северном Казахстане увеличивается от ранних к поздним срокам посева.

Изучение формирования вторичной корневой системы яровой пшеницы в Северном Казахстане дает основание для следующих выводов:

1. Узловые корни образуются прежде всего в зависимости от влажности пахотного слоя почвы. В связи с тем, что условия увлажнения этого слоя почвы зависят от выпадения осадков, вторичная корневая система нарастает вплоть до фазы молочного состояния зерна и мощность ее возрастает от ранних к поздним срокам посева.

2. При меньших площадях питания густо расположенные растения имеют меньшее число узловых корней. При больших площадях питания корневая система проникает шире и глубже. [4]

1.2.2 Стебель

Высота растений - один из интегральных показателей, отражающих состояние роста яровой пшеницы. Между высотой и массой сухого вещества растений в наших опытах установлена положительная тесная ^взаимосвязь: в фазы кущения, выхода в трубку, колошения и молочной спелости.

Динамика роста яровой пшеницы показывает, что на нее существенно влияют погодные условия (табл. 3).

Таблица 3

Динамика роста яровой пшеницы Саратовская 29, см (Шортанды)

Годы	Число недель после посева
	5	7	9	11	13
1972	23,0	43,6	60,5	79,0	80,0
1973	34,0	57,0	76,1	79,7	80,5
1974	30,9	61,0	62,6	63,1	63,1
1975	28,5	41,9	53,7	54,4	54,4
Среднее	29,1	51,0	63,2	69,0	69,7

На рост пшеницы влияют как водный, так и тепловой режимы, В 2010 решающим было воздействие водного режима, низкая температура существенно задержали рост растений. Осадками в конце июля и в умеренно засушливом 2010г. растения имели высоту, близкую к окончательной, в фазе колошения. Сильная засуха, начавшаяся в конце нюня и продолжавшаяся в июле, остановила рост растений в высоту уже в фазе трубкования. Холодная погода 2009г. и обильное увлажнение в июле стали причиной того, что только спустя две недели после колошения яровая пшеница достигла высоты близкой к конечной.

С другой стороны, при средней высоте растений (69-70 см) в 2004 г. и 2010 г. была получена урожайность яровой пшеницы соответственно 21,8-24,2 ц/га. Это произошло в 2004 г. за счет очень высокой продуктивной кустистости - в 1,5-1,7 раза выше средней, а в 2010 г. за счет повышенной массы 1000 зерен - в 1,17-1,27 раза выше средней.

В среднем за 14 лет высота растений яровой пшеницы Саратовская 29 составила при посеве по пару 65 см, по зяби - 60 см.

В мелкоделяночных опытах замеряли высоту всех побегов. Соотношение между высотой главного стебля и боковых побегов было неодинаково в разные по погодным условиям годы.

В наиболее типичном для условий Северного Казахстана главный стебель был выше при высеве 100- 150 зерен/м²-67 см; он оказался одинаковым при нормах посева 50 и 200 зерен/м² - 64 см, а также 25 и 300 зерен/м²- 60 см.

Условия для роста боковых побегов были тем хуже, чем гуще был посев. Это нашло отражение в их высоте. Первый боковой побег при посеве 25 зерен/м² оказался на 1 см выше главного, при норме 50 шт/м²-ниже на 4 см, 100 -на 12 см, 150 и 200 -на 16 см.

В более благоприятном 2010 г. главный стебель был тем выше, чем больше площадь питания. Разница по высоте при нормах посева 25 и 400 зерен/м² составила 20 см. Главный стебель во всех вариантах посева был выше боковых. Разница между высотой главного и первого бокового побега составила 1-2 см при больших площадях питания против 9 см при наименьшей (16,6 см²), в остальных вариантах главный стебель был выше на 5-6 см. Иными словами, разница была менее контрастной, чем в более засушливом году.

При наименьшей норме посева - 25 зерен/м^г можно выделить три группы побегов по высоте: главный и 1-й боковой (82-79 см,) 2,3 и 4-й боковые (73-71 см) и 5, 6 и 7-й боковые (68-65 см), т. е. более поздние побеги были ниже по росту. Характерно, что седьмой боковой побег в этом варианте оказался выше, чем главный, при норме посева 600 зерен/²м, высота которого составила соответственно 57 см. [5]

Главный стебель в 2004 г. формировался в исключительно неблагоприятных условиях засухи до фазы колошения, в результате чего высота его в густом посеве составила всего 50 см. Снижение нормы посева в 12 раз смягчило отрицательное влияние атмосферной засухи на рост растении, который в этом случае увеличился до 72 см. Показательно, что дальнейшее снижение нормы посева с 50 до 25 зерен/м² не дало положительного эффекта. Наоборот, и главный, и боковые стебли оказались ниже ростом, что может быть объяснено избыточностью площади питания, вызвавшей обильное кущение - 11,7 при продуктивной кустистости 6,83.

Боковые побег яровой пшеницы росли в условиях очень благоприятного водного и теплового режимов, что и привело к тому, что первый боковой побег вырос выше главного стебля. И остальные боковые побеги были выше главного стебля.

Таким образом, высота растений яровой пшеницы очень точно отражает условия роста. Боковые сравнению с главным, однако бывают и исключения в годы с сильной засухой до колошения главного стебля и очень благоприятной погодой после него. Разница в высоте между главным и первым боковым побегами увеличивается с уменьшением площади питания.

Улучшение условий для выращивания яровой пшеницы при оптимальных сроках посева в Северном Казахстане находит подтверждение в наблюдениях за высотой растений. В опытах ВНИИЗХ в -фазе колошения при посеве пшеницы Саратовская 29 5, 10, 15, 20, 25, 30 мая и 5 июня высота растений составила соответственно 55, 60, 61, 64, 67, 69 и 69 см (Карпенко, 1978). На Кустанайской опытной станции при посеве 30 апреля и 20 мая высота яровой пшеницы Безенчукская 98 в фазе колошения в острозасушливом 2004 составила соответственно 28 и 38 см, в очень благоприятном 2006 г.-93 и 114 см.

Следует подчеркнуть, что высота растений, помимо того, что она характеризует состояние роста растений, имеет и собственное технологическое значение.

Высота растений очень важна для качества уборки. В годы, когда применяется раздельный способ уборки, лучшими являются средние нормы посева (2-3 млн. зерен/га). Густые посевы в большинстве лет значительно уступают по высоте и мощности стеблей, редкие же имеют недостаточную густоту стеблестоя. При уборке прямым комбайнированием наименьшие потери бывают при малых нормах посева благодаря большой высоте растений.

Другое преимущество вариантов, обеспечивающих более высокий рост растений, заключается в том, что в любые годы важно оставлять возможно более высокую стерню для снегозадержания - ключевого агроприема засушливого земледелия.

Суммарная длина продуктивных стеблей. Анализируя данные наблюдений за высотой растений, мы пришли к выводу о тесной связи между этим морфологическим, признаком и урожаем яровой пшеницы. Однако даже при одних и тех же нормах посева густота продуктивного стеблестоя варьирует в больших пределах, что заставляет искать показатель, который бы открыл условия, создавшиеся и для кущения, и для роста растений в высоту. Этот показатель мы назвали суммарной длиной продуктивных стеблей. Получается она перемножением числа продуктивных стеблей на их высоту.

Группировка 13-летних данных по урожайности яровой пшеницы на парах и зяби показала определенные закономерности зависимости урожая зерна от суммарной длины продуктивных стеблей (табл. 4).

Таблица 4

Суммарная длина продуктивных стеблей и урожайность яровой пшеницы Саратовская 29

Суммарная длина продуктивных стеблей, м/ма	Урожайность, ц/га	Коэффициент перевода суммы длины в урожай
56	4,3	0,77
85	7,1	0,083
124	11,1	0,090
176	16,8	0,095
208	20,3	0,098
319	22,5	0,071

В наших опытах очень малая суммарная длина сложилась в 2009 г. по зяби - 56 м, урожайность в этом случае составила 4,3 ц/га, то есть на каждый метр продуктивных стеблей образовалось 0,77 г зерна.

В.четырех случаях суммарная длина колебалась от 80 до 94 м/м² (средняя - 85), урожайность - от 4,6 до 8,5 (средняя-7,1 ц/га). Следует отметить низкую урожайность по зяби в 2009г., которая не соответствовала полученной суммарной длине. Это объясняется несоответствием густоты стеблестоя запасам влаги в почве, что не дало возможность реализовать потенциал урожайности. В остальных случаях соотношение было близким к среднему - 0,83 г зерна на 1 м продуктивных, стеблей.

При средней суммарной длине 124 м урожайность составила 11,1 ц/га. В четырех случаях колебания урожайности происходили между 10,7 и 11,1 ц/га. Более широкие отклонения получились в 2010 г. с очень поздним выпадением осадков. Они были лучше использованы на парах, что и привело к резкому увеличению коэффициента перевода - 0,12 при среднем 0,09. На зяби в 2010 г. этого количества осадков было недостаточно из-за сильной почвенной засухи, вследствие чего и коэффициент перевода снизился до 0,078.

В следующей группе семь случаев со средней суммарной длиной 176 м. Средняя урожайность составила 16,8 ц/га, то есть по 0,95 г на 1 м продуктивных стеблей. Надо сказать, что эта цифра близка к средней для данных условий. В этой группе мало отклонений от нормы, а значит, при средней величине суммарной длины гарантирована и средняя урожайность. Одно исключение получилось по зяби в 1970 г.: благодаря хорошему увлажнению во второй половине лета и длинному безморозному периоду удалось получить высокую урожайность - 23,0 ц/га при суммарной длине 180 м/м².

В шести случаях из 26-ти суммарная длина продуктивных стеблей составила 208 м/м², урожайность - 20,3 ц/га. Четыре случая обеспечили среднюю урожайность 22,7 ц/га при коэффициенте перевода 0,106, однако в 2008 г. по зяби и парам потенциал урожая в 20-22 ц/га не реализовался из-за повреждения зерна в молочной спелости заморозками, и было намолочено по 14,3-16,8 ц/га.

Так же, как и в 2007 г., растягивание вегетации из-за июльских дождей произошло в 2004 г., но при благоприятном тепловом режиме. В результате сильного позднего кущения (в июле) суммарная длина продуктивных стеблей, включая подгон, поднялась до необычной цифры - 319 м/м². Посевы не были повреждены заморозками и были убраны в первой декаде сентября при коэффициенте перевода 0,071. Следует подчеркнуть, что потенциал урожайности по суммарной длине был 30-35 ц/га и теоретически он мог быть достигнут после полного вызревания подгона.

Из приведенных данных можно заключить, что увеличение суммарной Длины продуктивных стеблей до 175 м/м² ведет к пропорциональному повышению урожайности яровой пшеницы при повышающихся коэффициентах перевода. Более высокий потенциал урожайности, имеющийся при суммарной длине 200 м и более, не всегда реализуется из-за повышенной потребности в тепле для созревания более мощной биомассы. [16]

Пользуясь данными Пелтона в Свифт Каррент (Канада), мы Рассчитали суммарную длину продуктивных стеблей и коэффициенты перевода в урожайность зерна для изучающихся норм посева в среднем за 2008 лет. Закономерности оказались аналогичными наблюдаемым в Казахстане.

Суммарная длина в обоих пунктах по пару оказалась одинаковой при Нормах посева 2-2,5 млн. зерен/га, но была значительно выше в Шортанды при посеве 3-3,5 млн. зерен/га. Это объясняется тем, что густота продуктивного стеблестоя при разных нормах посева в Свифт Каррент к уборке оказалась одинаковой. На зяби суммарная длина продуктивных стеблей была в полтора раза выше в Северном Казахстане за счет более высокой выживаемости и преимущества в высоте растений яровой пшеницы.

Вышеизложенное дает основание для следующего заключения. Суммарная длина продуктивных стеблей - один из показателей, характеризующих накопление надземной массы растений. Увеличение ее до 175 m/м² ведет к пропорциональному повышению урожайности, в дальнейшем реализация потенциала урожайности связана с риском из-за возможных заморозков в конце августа. Данный показатель может быть использован для прогнозирования урожая зерна, но с использованием коэффициент перевода, который зависит от условий периода созревания. Для Северного Казахстана он колеблется от 0,07 до 0,12.

Пример расчета урожайности яровой пшеницы по суммарной длине продуктивных стеблей. Число продуктивных стеблей - 250, высота 60 см. Суммарная длина будет равна 150 м/м². При средних запасах влаги в фазе цветения коэффициент перевода составит 0,09, при очень хороших - 0,11, при очень плохих - 0,07. Соответственно ожидаемая урожайность составит 13,5; 16,5 и 10,5 ц/га. [18]

1.2.3 Лист

Фотосинтез - самый важный процесс в жизни растений, определяющий прирост наземной массы растений, урожай и его качество. Использование фотосинтетически активной радиации зависит от площади листовой поверхности, на которую, в свою очередь, влияют все факторы жизни растений.

Размеры листовой поверхности в засушливых условиях значительна ниже, чем в более влажных зонах.

Формирование листового аппарата растений. В Северном Казахстане в период от посева до кущения листовая поверхность растет довольно медленно, что объясняется июньской засухой. В это время отрицательно влияние похолоданий. При сравнительно благоприятной погоде яровая пшеница в Целиноградской области ко времени кущения образует поверхность листьев 5-6 тыс. м²/га.

После кущения индекс площади листьев (ИПЛ) - площадь листьев, растений на 1 м^г, выраженная в квадратных метрах, растет в полном соответствии с тепловым и водным режимами. В засушливые годы ИПЛ достигает максимума в фазе выхода в трубку (0,6-0,9), а затем быстро уменьшается, в особенности при засухе в июле.

В умеренно засушливые годы нарастание ИПЛ идет медленно, достигает максимума через 9 недель после посева и удерживается на этом уровне до срока, в который яровая пшеница в засушливые годы полностью теряет листья.

В 2008г., благодаря хорошим запасам влаги в почве и теплой погоде в июне, листья росли довольно интенсивно, и на 7-ю неделю от посева ИПЛ достиг высокой для данной климатической зоны величины (1,15), медленно опускался в течение двух недель, а затем стал снижаться более резко из-за воздушной засухи в конце июля.

Самый бурный рост листовой поверхности наблюдается в годы с хорошими осадками в период «всходы - выход в трубку» в сочетании с умеренно теплой погодой.

Однако если исходные запасы влаги в почве невелики, то мощное развитие яровой пшеницы, выразившееся в энергичном кущении, вторичном укоренении и развертывании листовой поверхности, очень скоро иссушит почву. Вследствие этого, после достижения в фазе колошения максимальной величины, ИПЛ может сойти на нет в последующие две недели. Это говорит о важности хороших запасов влаги в глубоких слоях почвы, что позволяет противостоять воздушной засухе.

В годы с влажным июлем решающее значение имеет температурный фактор. Теплый и влажный июль 2004 года дал возможность растениям пшеницы после сухого июня быстро развить новые побеги и листья, в результате чего получился совершенно необычный график роста ИПЛ. В то время как в засушливые годы в начале августа яровая пшеница уже теряет последние зеленые листья, в условиях этого года их оказалось вдвое больше, чем при колошении главного стебля.

Для условий Костанайской и других областей Северного Казахстана при оценке любого показателя, характеризующего особенности роста и развития яровой пшеницы, необходимо принимать во внимание ограниченность безморозного периода.

Исходя из этого и величины урожайности зерна, можно считать для Северного Казахстана оптимальным формирование к фазе выхода в трубку площади листьев яровой пшеницы около 10-15 тыс. м²/га и удержание ее на этом уровне в течение двух недель с медленным усыханием между 9 и 11 неделями. Это гарантирует урожайность в размере 28-32 ц/га при хорошем качестве зерна.

Близким к оптимальному можно считать формирование площади листьев яровой пшеницы по типу 2008г. (урожайность - 23 ц/га). Этот год нельзя назвать благоприятным из-за довольно чувствительных проявлений атмосферной засухи в июне и июле при недоборе в сумме осадков за эти месяцы против средней многолетней.

Тем не менее хорошие запасы влаги в почве без продолжительных засух обеспечили хороший темп роста листовой поверхности с самого начала вегетации, хотя и не такой интенсивный, как в районах с более умеренным климатом. Эти же обстоятельства позволили удержать площадь листьев на одном уровне в период «выход в трубку - колошение» с последующим ее снижением, которое было крутым из-за трех суховейных дней в конце июля. При более постепенном опускании ИПЛ можно было ожидать урожайность порядка 30 ц/га.

Размеры листовой поверхности могли вывести на максимальные урожаи зерна - до 40 ц/га, но для этого не хватило запасов влаги в почве во второй половине вегетации. При условии благоприятного водного режима в июле за счет более лучшего промачивания почвы, либо за счет большего количества осадков в июле, потребовалась бы и безморозная погода до середины сентября. Иными словами, для создания урожая яровой пшеницы более 30 ц/га обязательно сочетание благоприятной погоды в течение всей вегетации.

Динамика роста площади листьев пшеницы в 2005 г., несмотря на невысокий пик, оказалась благоприятной для урожайности. Получилось это благодаря более долгой продолжительности жизнедеятельности листьев.

Медленное усыхание листьев в августе способствовало более полной отдаче пластических веществ в колос, вследствие чего масса 1000 зерен получилась очень высокой и резкое улучшение этого компонента оказало существенное влияние на повышение урожайности.

Своеобразный ход роста площади листовой поверхности яровой пшеницы в 2004 г. с очень поздним (начало августа) пиком ИПЛ также привел высокой урожайности (22 ц/га) за счет новых побегов, образовавшихся под влиянием июльских обильных дождей. [7]

Для малоурожайных лет характерным были: невысокий пик ИПЛ (ниже 1); резкое снижение его в последующий период, т. е. отсутствие плато; короткий период фотосинтетической деятельности листьев.

Увеличение площади питания во все годы приводит к замедлению роста листовой поверхности на единице площади, более позднему пику ИПЛ и более продолжительной работе листьев.

В острозасушливые годы лучший ход формирования листовой поверхности складывается в разреженном посеве (норма 2 млн. зерен/га). Это говорит о том, что в такие годы форсированный рост растении неблагоприятен, и для достижения максимальной урожайности достаточно применить малую норму посева.

В годы с засухой в июне, июле и августе лучшая динамика ИПЛ складывалась при нормах посева 2-3 млн. зерен/га. В наиболее благоприятном и урожайном 2010 г. преимущество имела норма посева 3 млн. зерен/га. Урожайность 32,4 ц/га получена в этом варианте при такой динамике ИПЛ: 5 педель после посева -0,41; 7 - 1,16; 9- 1,33; 11 0 94- 13 - 0 20 В густом посеве пик ИПЛ был выше (1,54), но уже через 2- 4 недели он резко снизился - до 0,68-0,41. В очень редком посеве отмечен замедленный рост листовой поверхности, что не дало возможность использовать полностью благоприятные условия первой половины вегетации.

При больших площадях питания растения пшеницы вначале отстают, затем догоняют и перегоняют пшеницу, растущую при меньших площадях питания, так как преимущество в индивидуальном развитии в пользу более редкого посева нарастает от кущения до созревания (табл. 5).

Таблица 5.

Динамика площади листьев одного растения яровой пшеницы Саратовская 29 при различных нормах посева по пару, см².

Норма посева, млн. зерен/га	Число недель после посева
	5	7	9	11
1	2	3	4	5
1	28,6	54,3	89,6	63,8
2	23,0	42,2	53,8	33,4
3	19,0	34,5	35,1	19,0
4	15,4	25,7	21,3	12,3
1-й вариант в % к 4-му	186	211	420	519

В густых посевах площадь листовой поверхности растет по усредненным данным до 7 недель, а затем снижается. В контроле (3 млн.) от 7 до 9-й недели площадь листьев на одно растение удерживается на одном уровне, а в более редких посевах (1 и 2 млн. зерен/га) от 7 к 9-й неделе повышается. В результате разных темпов роста при четырехкратном увеличении площади питания площадь листьев одного растения яровой пшеницы через 5, 7, 9 и 11 недель после посева увеличилась соответственно в 1,9; 2,1; 4,2 и 5,2 раза. Тем не менее, значения индекса площади листьев различны в разных областях.

При сравнении наших данных по листовой поверхности с материалами из других районов возделывания яровой пшеницы бросаются в глаза низкие ИПЛ в Северном Казахстане. Одной из причин этого является небольшая густота стояния растений. Кроме того, в Поволжье кущение яровой пшеницы проходит в благоприятных условиях по увлажнению, создающихся благодаря посеву в самые ранние сроки. Напомним, что и в наших опытах в 2004 г. погодные условия способствовали энергичному раннему кущению и вторичному укоренению, в результате чего ИПЛ поднялся до 2,1.

Форсированный рост площади листьев после всходов может привести к критическому иссушению почвы. В наших опытах это почти всегда наблюдалось при больших нормах посева. В зонах недостаточного увлажнения. Мы вынуждены мириться с небольшими площадями листьев в посевах.

Влияние площади листовой поверхности на продуктивность растений и урожай. Значение площади листьев для формирования компонентов урожая изменяется в течение вегетации. Раннее мощное развитие листовой поверхности с помощью загущения, имеющее большое значение для формирования в более влажных районах, для засушливых условий Северного Казахстана оказывается неблагоприятным признаком, так как такие растения, как правило, рано сбрасывают листья.

Значение площади листьев для компонентов урожая довольно велико в фазе колошения и несколько ниже в фазе молочной спелости. Это можно объяснить тем, что доля листьев в снабжении колоса ассимилятами снижается от колошения к созреванию.

Между площадью листьев на 1 растение и продуктивностью растения в уборку существует прямая коррелятивная зависимость, которая усиливается от кущения к колошению, а затем ослабляется: коэффициент корреляции в кущение равен 0,75±0,21, трубкование - 0,84+0,17, колошение - 0,88±0,14, молочную спелость-0,73±0,21. [10]

Накопление надземной массы растениями. Условия для роста и развития яровой пшеницы в Северном Казахстане очень разнообразны, в чем можно убедиться по данным накопления надземной массы в разные по метеорологическим условиям годы (табл. 6).

Таблица 6

Динамика накопления сухого вещества яровой пшеницы Саратовская 29 по пару, масса 100 растении в г

Годы	Кущение	Колошение	Молочная спелость	Восковая спелость
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Среднее	7 36 15 28 27 10 30 23 19 22	17 141 116 123 63 140 222 153 102 120	61 200 188 317 106 285 341 184 132 202	74 225 201 201 181 299 284 185 151 200

В фазе кущения растения имеют небольшую массу - в среднем 0,22 г. Самой низкой она была в годы с наиболее засушливым периодом «всходы- кущение» и самой высокой в годы с хорошим увлажнением почвы. Максимальная масса сухого вещества одного растения в это время отмечена в 2005 и 2008 гг. при высеве 1 млн. зерен/га (0,43-0,45 г). В среднем растения яровой пшеницы накапливают в фазе кущения 11% от массы растений в уборку.

Мощное кущение - важная предпосылка нормального дальнейшего роста растений яровой пшеницы, что подтверждает пример 2005,2006 и 2008 гг., в которые урожайность была высокой - соответственно 24,4: 19,7. и 23,2 ц/га. В то же время очень слабый рост пшеницы в период «всходы - кущение» из-за засухи в 2002 г. был одной из главных причин низкой урожайности даже при посеве по пару - 8,4 ц/га. Тем не менее по хорошему росту в фазе кущения еще рано предсказывать хороший урожай зерна, о чем говорит опыт 2002 и 2008гг., а при слабом росте еще есть надежда на июльские и августовские дожди, как это случилось в 2008 и 2010 гг., когда основную массу сухого вещества яровая пшеница накопила в фазу молочной и восковой спелости. [12]

1.2.4 Колос

Формирование колоса и налив зерна охватывают длительный период в жизни растения яровой пшеницы и решающим образом влияют на ее урожай. Продуктивность колоса зависит от числа колосков в колосе, озерненности колоска и массы одного зерна.

Число колосков в колосе. Процесс формирования колосков в колосе яровой пшеницы начинается с появлением третьего листа, то есть с наступлением световой стадии, и продолжается около двух недель.

В условиях Шортанды в среднем за 8 лет яровая пшеница Саратов екая 29 формировала 10,1-9,6 колоска с колебаниями от 6,2 до 13,8. Количество колосков в колосе по годам изменялось в зависимости от складывающихся погодных условий в период их формирования.

Резкое снижение числа колосков в колосе пшеницы отмечено в остро засушливые годы, когда атмосферная засуха сочеталась с недостатке влаги в почве. В другие годы с атмосферной засухой в период формирования колосков она смягчалась наличием достаточных запасов влаги в почве. Повышенное число колосков в колосе образовалось в условиях хорошее обеспеченности влагой при малом числе засушливых дней (не более трех) за две недели после образования третьего листа.

В посевах после чистого пара обычно закладывалось больше колосков колосе пшеницы в сравнении с зерновым предшественником благодаря лучшему увлажнению, однако в годы с очень сильной июньской засухой пары также быстро теряют влагу из пахотного слоя почвы и не имеют пре имущества перед зябью в этот период или даже уступают ей, причиной чего может быть также несбалансированность азотно-фосфорного питания пшеницы в посевах после парования.

Более существенное, чем предшественник, влияние на число колосков колосе пшеницы оказывает изменение площади питания.

В среднем за 8 лет увеличение нормы посева на 3 млн. зерен/га снизило число колосков в колосе на парах и зяби соответственно на 2,6 и 2 шт. Такое влияние площади питания нельзя объяснить только изменение водного режима почвы. По-видимому, важное значение имела и разница освещении растений при различной густоте стояния. Преимущество увеличения площади питания выражается также и в замедлении развития пшеницы, что при прохождении светлой стадии приводит к укрупнению колоса

Число зерен в колоске и колосе. У яровой пшеницы каждый колосок имеет 2-3, реже 4-5 цветков, которые приносят зерно. В ранней фазе формирования колоса в колоске закладывается до 8-9 зачатков цветков, но в естественных условиях как только первые 2-3 или 4 цветка достигнут некоторой степени развития, остальные вышележащие перестают расти В условиях Шортанды 13-летние наблюдения за развитием яровой пшеницы Саратовская 29 при различных площадях питания показали, что среднем на 1 колосок приходится около 2 зерен.

Наименьшее число зерен в колосе и колоске наблюдалось по зяби в 1998 г. с июньско-июльской засухой; в колоске - 1,08, в колосе - 8,3. В 2010 г. озерненность колоса была значительно выше за счет большего числа колосков в колосе. В 2010 г., несмотря на атмосферную засуху в июне и июле, хорошие запасы влаги в почве позволили сформировать колос со средним числом колосков в колосе и зерен в колоске, хотя и при пониженной кустистости.

В благоприятное влагоснабжение растений в июне способствовало образованию повышенного числа колосков в колосе (109% к среднему), а сильная засуха в июле резко снизила озерненность колоска - до 1,66-1,77 (89-91% к среднему), вследствие чего число зерен в колосе оказалось близким к среднему.

Наибольшее число зерен в колоске (2,23-2,45) и в колосе (23,5-26,4) было в годы с хорошим увлажнением почвы и умеренно засушливой погодой в течение вегетации пшеницы, с засухой в конце июля - августе и в 2010 г. с обильными июльскими дождями. В 2009 г. июльские дожди вызвали обильную кустистость, но колос был сравнительно мелким.

Влияние предшественника сильнее сказывалось на число зерен в колосе: в посевах по парам оно было в среднем за 13 лет выше на 8%. Разница в пользу пара оказалась большей в годы с хорошей озерненностью колоса.

Площади питания оказывали существенное влияние на оба компонента. Уменьшение нормы посева на 1 млн. зерен/га вызывало увеличение числа зерен в колоске в среднем на 0,07-0,09, в колосе - на 2,5. [11]

Число зерен на растение и на единицу площади. Показатель озерненности колоса характеризует только часть растения, которое может иметь разное количество побегов. Поэтому мы проанализировали такие показатели, как число зерен на 1 растение и на 1 м².

В среднем за 8 лет на 1 растение яровой пшеницы Саратовская 29 на зяби и парах пришлось соответственно 22,8 и 25,7 зерен с колебаниями от 8,0 до 38,0.

Самое малое число зерен на растение получено в годы с сильной июньско-июльской засухой, причем влияние парового предшественника не было значительным, т. к. верхний слой почвы просох очень быстро и растения не образовали развитой корневой системы для использования влаги из более глубоких слоев почвы. В эти же годы было зафиксировано и наименьшее число зерен на 1 м².

Небольшое число зерен на 1 м² получилось также в годы с засухой в июне и июле, когда отрицательное влияние ее было смягчено за счет более высоких запасов влаги в почве. В 2010 г. на парах число зерен в колосе было даже несколько выше среднего (108%), в растении - ниже среднего (87%), и на 1 м² - значительно ниже среднего (80%). Это говорит о том, что из-за низкой выживаемости и продуктивной кустистости осталось небольшое число продуктивных стеблей на единице площади, что позволило образовать довольно большое число зерен в колосе.

Годы с большим числом зерен на растение и на 1 м² были разными, отличительная их черта - хорошая влагообеспеченность в период от кущения до молочной спелости пшеницы за счет запасов влаги в по и осадков. Примечательна более значительно разница в эти годы между предшественниками в пользу пара, свидетельствующая о том, что для использования хороших запасов влаги глубоких горизонтов почвы необходимо быстрое развитие мощной корневой системы. С другой стороны, для более полной реализации благоприятных условий погоды необходимы достаточные запасы влаги в почве.

Формирование колоса в годы с обильными июльскими дождями бы. различным. В холодном пшеница не имела высокой кустистости, колос получился очень крупным. В 2009 г. дождливая и теплая погод июле вызвала сильное дополнительное кущение. Число зерен в колосе оказалось меньше среднего (88%), у растения - выше среднего (134%), 1м² - в полтора раза выше среднего.

Благодаря преимуществу пониженных норм высева по выживаемости продуктивной кустистости и озерненности колоса, во все годы проявляла тенденция к сближению всех вариантов норм посева по числу зерен 1 м².

Масса 1000 зерен. В большинстве лет в Северном Казахстане создаются благоприятные условия для налива и созревания зерна, благодари чему масса 1000 зерен получается довольно высокая - в среднем по сорт, Саратовская 29 в условиях Шортаиды она составила 30,9 и 34,2 г соответственно на зяби и парах.

Отклонения менее велики на парах, чем на зяби, это объясняется меньшими колебаниями запасов влаги в посевах по чистым парам. О решающем значении почвенной влаги для массы зерна говорит разница между предшественниками в пользу пара. Сопутствующие условия периода «колошение - созревание» оказывают существенное влияние на массу 1000 ерей, но влага глубоких слоев почвы имеет большое значение, чем выпадающие в этот период дожди.

В первую группу лет с небольшой массой 1000 зерен попали годы, у которых характеристика сопутствующих условии была самой разнообразной Небольшая масса 1000 зерен в представляется наиболее закономерной: атмосферная и почвенная засуха вызвала сильное угнетение пастений до колошения, налив и созревание пшеницы проходили в очень напряженных температурных условиях. Мелкозерность пшеницы в объясняется атмосферной и почвенной засухой в период налива и созревания зерна.

Совершенно иная природа малой массы 1000 зерен. В оба года было обильное увлажнение в июле. В это привело к обильному дополнительному колошению в конце июля, и подгон к началу сентября был в молочной и тестообразной спелости, а главный колос в полной. Зерно до уборки не было повреждено заморозками, но для полного вызревания его требовалось много времени. В подгона было мало, из-за холодной и влажной погоды посевы отстали в развитии и зерно было повреждено заморозками в стадии молочной спелости. После легких заморозков установилась теплая погода и масса зерна несколько увеличилась, но не достигла среднего уровня.

В большинстве лет (54%) зерно было средней крупности с колебаниями массы 1000 зерен на парах от 32,7 до 35,3 г. Очень крупное зерно налилось в 2007 и 2008 гг. на обоих предшественниках благодаря хорошим запасам влаги при осадках, и температуре в пределах нормы.

Если исключить 2004 и 2006 гг., как годы с нетипично поздними сроками созревания, то в остальных случаях по обоим предшественникам показывают тесную связь между запасами продуктивной влаги в метровом слое почвы в фазе колошения и массой 1000 зерен. При наличии неудовлетворительных запасов влаги -- от 14 до 38 мм (среднее 28 мм), что наблюдалось в девяти случаях, масса 1000 зерен составила в среднем 21,3 г. При удовлетворительном увлажнении -- от 42 до 66 мм, наблюдавшемся пять раз, масса 1000 зерен увеличилась до 33,3 г. При очень хорошей влагообеспеченности посевов к моменту колошения -- от 77 до 103 мм продуктивной влаги в метровом слое почвы, пришедшейся на четыре случая, масса 1000 зерен поднялась в среднем до 38,3 г.

Почвенное увлажнение нередко взаимодействует с осадками, в котором хорошие дожди (73 мм) дали эффект только на паровом фоне. В результате масса 1000 зерен на парах и зяби отличалась на 8,8 г при средней разнице 3,3 г.

Увеличение площади питания способствует более рациональному использованию запасов влаги путем снижения ее расходов в первой половине вегетации. В результате запасы продуктивной влаги в почве в фазе колощення всегда выше при меньшей густоте стояния растений. Это -- одна из важных причин увеличения массы 1000 зерен при снижении нормы посева. [18]

1.3 Экологическая характеристика яровой пшеницы

1.3.1 Влияние экологического факторов на развитие яровой пшеницы

При производстве зерна на обширной территории Казахстана в его различных почвенных и климатических зонах оновными условиями, определяющими качество зерна и особенности физических и физиологических свойств зерновых масс, поступающих на хлебоприемные и зерноперерабатывающие предприятия, являются: сортовые особенности зерна; условия развития растения и формирования зерна; условия уборки урожая; условия хранения зерна в первый период после уборки урожая и транспортирования на хлебоприемные предприятия.

Сортовые особенности зерна. На качество и свойства зерновой массы нового урожая влияют как сортовые, так и посевные качества семян. В зависимости от сорта зерна изменяется скважистость зерновой массы, а иногда сыпучесть. Установлено также, что в пределах одной культуры (одного рода) семена различных сортов при прочих равных условиях хранения могут обладать разной физиологической активностью, т. е. иметь неодинаковую интенсивность дыхания.

От посевных качеств семян - всхожести, энергии прорастания, количества и состава примесей («живого сора»), наличия бактериальных и грибных заболеваний - также в значительной степени зависят состав и свойства зерновой массы. Строгое соблюдение норм посевного стандарта обеспечивает получение доброкачественного урожая. [20]

Для практики хранения знакомство с сортовыми особенностями зерна имеет большое значение и в интересах наиболее целесообразного использования каждой партии зерна в народном хозяйстве.

Каждый сорт зерна или семян, кроме многих свойств, которые учитывают в сельском хозяйстве (урожайность, продолжительность вегетационного периода, устойчивость против поражения болезнями и вредителями и др.), имеет и различные потребительские признаки. Так, зерно разных сортов пшеницы обладает различными мукомольными и хлебопекарными качествами; ярко выраженными технологическими особенностями и кормовыми достоинствами обладает зерно многих сортов и гибридов кукурузы; весьма отличны по пивоваренным качествам сорта ячменя; разные сорта семян льна содержат жиры различного качества; резко различны по содержанию жира семена подсолнечника разных сортов; при переработке тех или иных сортов овса, ячменя, риса, проса получают крупу, обладающую разными потребительскими достоинствами, и т. д.

...