По плотности (удельной массе) семена разделяют на пневматических сортировальных столах (ПСС-2,5; МОС-9), на пневмосортировальных машинах (ПСМ-2,5; ПСМ-5, ПСМ-10, ПСМ-25) или на аэродинамических сепараторах (САД «Алмаз»), выпускаемых ООО ПНФ «АЭРМУХ»: САД-10 (О1), САД-10 (02), САД-1, САД-5, САД-30.

Обеззараживание семян. К числу опасных заболеваний озимой пшеницы относятся, прежде всего, объекты, инфекция которых сохраняется на семенах и в почве. Они являются причиной плесневения семян, корневых гнилей и головневых заболеваний. Этот фитопатогенный комплекс способен привести к значительной изреженности посевов, недобору урожая и снижению его качества. Наиболее эффективным способом борьбы с этими возбудителями является протравливание семян. При подборе препаратов для зерновых культур при отсутствии фитоэкспертизы семян исходят из наличия возбудителя твердой головни на озимой пшенице, твердой и пыльной - на яровой пшенице и ячмене и фузариозно-гельминтоспориозной инфекции, исключая стрессовые воздействия на прорастание семян и развитие проростков.

Таблица 3 - Основные фунгициды для предпосевного обеззараживания семенного материала зерновых культур в регионе

Для управления продукционным процессом формирования урожая и качества зерна озимой пшеницы необходим мониторинг физиологического состояния растений в посевах, начиная от всходов, когда происходит начало закладки продуктивных органов, и до конца налива зерна, когда формируется его качество.

От появления всходов до уборки различают три критические фазы роста и развития, существенно отличающихся по потребности в элементах почвенного питания, влаге, защите от вредных объектов: 1) закладка вегетативных и генеративных органов; 2) трубкование; 3) создание и накопление запасных веществ. Кроме того, для озимых культур очень важным и ответственным периодом является перезимовка.

Применение своевременных и эффективных мероприятий с целью формирования урожая и качества зерна озимой пшеницы невозможно без непрерывного, поэтапного мониторинга (биологического контроля) физиологического состояния посевов в процессе осенней вегетации, перезимовки и весенне-летней вегетации.

Закладка вегетативных органов начинается осенью на I-II этапах органогенеза от фазы третьего листа и до конца осеннего кущения. В период весеннего кущения уже можно определить количество возможных колосков на стебле. В этот период к невосполнимым потерям урожая могут привести недостаток питательных веществ, влаги, поражение растений вредителями, болезнями, особенно мучнистой росой и снежной плесенью, которые вызывают неестественную редукцию, значительно изменяют направленность физиологических процессов этой фазы.

Известно, что полноценный колос формируют главным образом стебли, образовавшиеся осенью и прошедшие яровизацию. Их количество определяется продолжительностью и обеспеченностью теплом в осенний период вегетации.

Однако на пути формирования продуктивного стеблестоя в осенний период имеются препятствия, которые существенно меняют обстановку. Прежде всего, это касается повреждаемости посевов злаковыми мухами (шведской, большой злаковой мухой и др.). Особенно сильно их вредоносность проявляется на хорошо прогреваемых участках и склонах южной экспозиции.

Результаты многолетних обследований посевов озимой пшеницы в юго-западном и юго-восточном агроэкологических районах области свидетельствуют, что поврежденность стеблей этими вредителями в осенний период достигает 40-60 %. В основном повреждался главный стебель, который, как правило, обеспечивает до 60 % урожая от всего растения. Появившиеся новые стебли по развитию и накоплению сахаров в узлах кущения значительно отставали от стеблей, не поврежденных злаковыми мухами. Больше всего от злаковых мух страдают посевы раннего срока сева. Устранить этот негативный фактор позволяет профилактическая обработка семян инсектицидами Круйзер, КС (0,5-1,0 л/т) или Табу, ВСК (0,8-1,0 л/т) при их протравливании или уже всходов растений инсектицидами в фазе 2-3-х листьев (через 7-8 дней после появления полных всходов). Для этих целей лучше использовать полусистемный препарат Би-58 Новый (Рогор). Профилактическую обработку посевов при незначительном заселении данными вредителями целесообразнее проводить с подветренной стороны лесных полос, где они сначала концентрируются, прежде, чем распространиться по всему массиву.

Другим очень важным фактором, снижающим урожайность культуры, является недостаток элементов питания. На формирование оптимальных условий для осеннего роста и развития растений озимой пшеницы оказывает влияние не только наличие питательных веществ в почве, но и правильное их сочетание, в том числе микроэлементов. Причем, очень важным условием эффективности является внесение макроудобрений под основную обработку почвы, а микроэлементов - при протравливании семян, так как в первом случае подкормки посевов озимых в течение вегетации сложными удобрениями малоэффективны из-за слабой усвояемости фосфора и калия вследствие их малой подвижности в почве, а во втором - он является наиболее экономически выгодным и экологически безопасным.

Известно, что фосфор на ранних стадиях развития культуры играет важное значение в биохимических процессах набухающей зерновки и проростка. Фосфорное голодание в раннем возрасте нарушает метаболизм органических веществ, в частности синтез аминокислот, что не может в дальнейшем быть исправлено более поздним внесением фосфорных удобрений.

Калий также является необходимым элементом питания для роста и развития озимых культур: он способствует формированию более высокой устойчивости растений к низким температурам, в дальнейшем к полеганию и поражению грибковыми болезнями.

Не следует в осенний период применять повышенные дозы азота. На ранних этапах роста и развития растения они могут снижать урожай зерна, так как в момент прорастания азот замедляет рост корней и вызывает некоторую депрессию начального роста растений. Повышенные дозы азота в этот период способствуют формированию рыхлой крупноклеточной структуры ткани, набирающей в предзимний период много воды, что понижает устойчивость таких растений к зимним неблагоприятным условиям. Такие растения поражаются с осени мучнистой росой, корневыми гнилями, а в условиях продолжительной теплой осени - бурой ржавчиной.

Вот почему при дефиците удобрений достаточным может являться внесение при посеве сложных удобрений в дозе N10-16P10-16K10-16 .

Применительно к большинству почв Воронежской области со средним содержанием элементов питания по стерневым предшественникам, оставляющим после себя большое количество пожнивных остатков, осенью дозу азотных удобрений следует увеличивать на 20 % от оптимальной.

Осеннее кущение - основа продуктивного стеблестоя. Нормально раскустившиеся с осени растения лучше отрастают весной, образуя большое количество колосоносных стеблей. Создавая плотный покров побегов и листьев, они оптимизируют условия борьбы с сорными растениями.

Продуктивный стеблестой озимой пшеницы является итогом динамики густоты растений в посеве и процесса образования и редукции побегов.

В отношении динамики густоты стояния растений (на поздних этапах осеннего развития густоты побегов) вегетационный цикл озимой пшеницы можно разделить на две разновеликие части: первая от всходов до окончания осеннего кущения, вторая - от фазы трубкования до молочной спелости.

Изреженность посевов происходит вследствие воздействия на агробиоценоз внешних и внутренних факторов. К внешним факторам изреженности относятся неблагоприятные агрометеорологические условия, в результате которых происходит вымерзание, вымокание, выпревание растений и т. п. К внутренним фактором относится взаимодействие растений между собой и с сорняками, которое выражается в виде конкурентной борьбы за элементы питания, влагу и свет. В процессе этой борьбы наиболее слабые растения гибнут, уступая свое место более сильным, этот процесс по своей сути является самоизреживанием.

Осеннее изреживание посевов и уменьшение густоты растений и побегов к моменту прекращения вегетации могут быть вызваны агрометеорологическими условиями, дефицитом почвенной влаги, плохим качеством обработки почвы, недостаточной обеспеченностью элементами питания, болезнями и вредителями.

Чаще всего редукция побегов и всего растения в целом в осенний период происходит из-за недостатка азотных удобрений. Особенно это наглядно проявляется при размещении посевов озимых по стерневым предшественникам озимых. В местах концентрации соломистых и стерневых остатков растения озимых испытывают острейший недостаток в азотном питании, так как в подавляющем количестве имеющийся в почве и привнесенный с удобрениями азот закрепляется микробной плазмой бактерий, участвующих в разложении соломистых остатков. Для устранения негативного влияния стерневых остатков на рост и развитие озимой пшеницы, как уже отмечалось выше, необходимо внести в почву не позднее, чем за 3-4 недели до прекращения вегетации азотные удобрения в дозе 30-35 кг/га д. в. (около 1 ц/га аммиачной селитры).

Гораздо меньше возможностей для устранения негативных факторов, представляется в течение их перезимовки с ноября до середины марта.

2.3 Мониторинг озимых в осенне-зимний период

Проблема перезимовки занимает особое место в технологическом цикле озимых культур. В этой комплексной проблеме можно выделить три группы вопросов, которые тесно связаны друг с другом. Это вопросы биологии зимостойкости растений, агрометеорологические условия ее формирования и условия перезимовки и агротехнические мероприятия, направленные на оптимизацию условий перезимовки.

Гибель посевов озимых в зимний период, особенно при переходе от состояния покоя к активной вегетации, это результат воздействия на растения неблагоприятных агрометеорологических факторов, вызывающих такие явления, как вымерзание, выпревание, вымокание, выпирание, интоксикация углекислым газом, выдувание, обнажение узла кущения и др.

Основные причины этих явлений сводятся к неблагоприятным сочетаниям низких температур с отсутствием или малым количеством снега, острого дефицита влаги осенью и зимних засух с сильным ветром, чередование оттепелей с сильными морозами, образованием притертой ледяной корки, резкими перепадами температур ранней весной в момент возобновления вегетации, скоплением воды в понижениях в период снеготаяния.

Чтобы перенести неблагоприятные условия, возобновить развитие и дать полноценный урожай, озимые растения должны обладать достаточным запасом прочности, запасом жизненных сил, которые формируются таким комплексным понятием, как зимостойкость. Это понятие включает устойчивость растений не только к низким температурам (морозостойкость), но и к другим выше перечисленным неблагоприятным явлениям и процессам.

Морозостойкость озимых растений связана, прежде всего, с состоянием воды в клетках и межклетниках. В растительном организме физические свойства воды существенно отличаются от ее свойств в обычных условиях. Прежде всего, это касается температуры замерзания. Морозостойкие растения образуют кристаллы льда в межклетниках при -5…-10 °С. Внутриклеточный лед при такой температуре не образуется, так как в процессе закалки растений клетка до определенного предела обезвоживается, в результате чего осмотическое давление внутри клетки увеличивается, возрастает концентрация клеточного сока и уменьшается поверхность клетки. Чем меньше поверхность клетки, тем ниже температура замерзания воды в ней.

Таким образом, в процессе закалки растений происходит обезвоживание клетки, целью которой является предотвращение образования внутриклеточного льда, который может привести к гибели всего растения. Процесс закалки растений путем обезвоживания клетки может быть ухудшен вследствие как недостатка фосфорно-калийных удобрений, так и избыточного внесения азотных удобрений.

Процесс закаливания растений, возможно, улучшить воздействием физиологически активным веществом: Це Це Це 460 (ТУР). Его физиологическое воздействие на растения заключается в том, что он затормаживает ростовые процессы, что наблюдается в осенний период благодаря понижению уровня термического режима, и оказывает влияние на проницаемость клеток, вследствие чего вода диффундирует из клетки в межклеточное пространство, где и кристаллизуется, не оказывая губительного влияния на саму клетку.

По этой причине обработка семян ретардантом (Це Це Це 460 в дозе 1,5-2,5 л/т) совместно с протравителями способствует повышению зимостойкости растений. Препарат способствует углублению залегания узла кущения в почве на 1,0-1,5 см, повышает зимостойкость и в конечном итоге урожайность зерна озимой пшеницы.

Вторым очень важным моментом защиты от воздействия низких температур является выработка зимующими растениями запасных пластических веществ - углеводов, в основном растворимого сахара. Роль сахара в процессе перезимовки озимых обусловлена тем, что он является основным энергетическим веществом для протекания жизненных процессов и, прежде всего, дыхания зимующих растений. Эти процессы не прекращаются даже при сильных понижениях температуры, не превышающих критического значения.

Накопление углеводов и их запас к моменту прекращения вегетации в значительной степени определяется режимом солнечной радиации и температуры воздуха в период осенней вегетации озимых.

Вместе с тем, важно отметить, что на динамику накопления сахаров в листьях и узлах кущения в значительной степени влияют сроки сева культуры. Десятилетний цикл мониторинга озимой пшеницы в хозяйствах Воронежской области на предмет динамики накопления и расходования сахаров свидетельствует, что в разных по срокам сева озимых она неодинакова. Накопление сахаров у озимых с ранним сроком сева (25.VIII-10.IX) заканчивается раньше, чем с поздним (20.IX-5.X). У последних этот процесс отмечается даже до первой декады января. Причем, накопление идет за счет пополнения в узлах кущения (по-видимому, за счет передвижения сахаров из листьев). Процесс накопления сахаров в узлах кущения даже после прекращения вегетации характерен для всех сортов без исключения.

Согласно теории закаливания, разработанной И.И. Тумановым, подготовка растений озимой пшеницы к перезимовке начинается во второй половине осени, когда температура в ночные часы существенно снижается.

Различают две фазы закаливания. В первую фазу значительно повышается содержание сахаров в листьях и узлах кущения растений. Механизм этого явления сводится к тому, что в солнечные дни поздней осени при положительных температурах идет довольно интенсивный процесс фотосинтеза, а в ночные часы при понижении температуры вплоть до отрицательных существенно падает интенсивность дыхания, рост растений приостанавливается, что ведет к образованию и накоплению сахаров в узлах кущения.

Вторая фаза накапливания проходит после перехода средней суточной температуры через 0 °С. Наиболее характерным процессом для этого периода является обезвоживание клеток. Свойства протопласта изменяются, резко увеличивается содержание моносахаров: за 40-55 дней их количество увеличивается в 2-3 раза и достигает в узлах кущения в среднем 10-12 %. Общая же сумма сахаров от сухого вещества достигает 30-35 % и более.

При понижении температуры на уровне узла кущения до -7…-9 °С содержание ди- и моносахаров продолжает увеличиваться. Центры кристаллизации воды в межклетниках интенсивнее оттягивают воду из протоплазмы клеток, она еще больше обезвоживается и уплотняется, а критическая температура в зависимости от сорта понижается до -17…-23 °С. Лучшими параметрами критических температур характеризуются сорта местной селекции: Круиз, Черноземка 88, Черноземка 115, Мироновская 100 и Московская 39, худшими - сорта южного экотипа: Одесская 267, Дон 93.

Результаты перезимовки (количество выживших растений) определяются условиями внешней среды и подготовленностью растений к неблагоприятным условиям перезимовки, т. е. их морозо- и зимостойкостью. Последние существенно зависят от глубины покоя зимующих растений. Чем глубже покой, тем ниже уровень обменных процессов в растениях, тем меньше расход на эти процессы высокоэнергетических веществ, прежде всего растворимых углеводов, и тем выше морозо- и зимостойкость растений. Это свидетельствует о необходимости изучения динамики запасенных с осени углеводов в листьях и узлах кущения озимой пшеницы в течение зимнего периода.

Состояние посевов озимых культур в осенне-зимний период оценивается по двум составляющим: по содержанию сахаров в листьях и узлах кущения и жизнеспособности.

В начальный период прекращения вегетации (незначительное снижение температуры до 2-3 ^оС) происходит гидролиз сложных сахаров в простые. При увеличении количества моносахаров повышается концентрация клеточного сока, что в свою очередь, повышает устойчивость растений к морозам.

С начала октября до конца декабря с понижением температуры их количество возрастает в 3-4 раза. С третьей декады января и до возобновления вегетации доля моносахаров в общей сумме сахаров стабилизируется и сравнительно мало изменяется. Особенно это характерно для узлов кущения. В листьях этот ход несколько сложнее.

Систематический анализ содержания сахаров в растениях с интервалом 25-30 дней позволяет проследить тенденцию в отношении зимостойкости.

Каждый период перезимовки характеризуется определенными показателями содержания в растительных образцах сахаров, характеризующих их по шкале: отличные, хорошие, удовлетворительные, плохие (таблица 4).

Таблица 4 - Градация жизнеспособности озимых по содержанию сахаров в растениях в зависимости от сроков определения

Систематические наблюдения за состоянием посевов озимой пшеницы показывает, что рост, развитие, и, в конечном итоге, продуктивность культур и качество зерна зависит от времени весеннего возобновления вегетации (ВВВВ).

Причиной такой зависимости является то, что организм озимого растения требует определенного, часто значительного периода времени для перехода из состояния покоя к активной жизнедеятельности.

При раннем наступлении весны растения развиваются в условиях пониженных температур и достаточного увлажнения почвы. Такие условия способствуют усиленному образованию вторичных корней и листостебельной массы. Если растения перед уходом в зиму имели даже слабое развитие, то они успевали создать за период ранневесенней вегетации полноценную надземную массу и корневую систему при выполнении соответствующего комплекса агротехнических мероприятий обеспечивают хороший урожай.

Раннее возобновление вегетации и относительно благоприятный температурный режим способствуют хорошей регенерационной способности озимых. Отмечается дополнительное кущение слабо раскустившихся с осени растений, что и предопределяет высокий урожай озимой пшеницы.

Затянувшаяся же зима характеризуется, как правило, резкой сменой отрицательных и положительных, часто высоких, температур. Это значительно ухудшает жизнедеятельность органов клетки и в целом обменные процессы растительной ткани. При позднем возобновлении вегетации в условиях высоких температур и интенсивного освещения рост вегетативной массы тормозится, а развитие растений ускоряется, при этом происходит сокращение времени прохождения фаз их развития.

Пострадавшие, ослабленные, в период зимнего покоя растения в условиях поздних сроков возобновления вегетации имеют меньше шансов поправить свое положение и часто требуют не «ремонта», а пересева.

Применительно к хозяйствам Воронежской области средними сроками весеннего возобновления вегетации озимых являются: для южного и юго-восточного районов 10-11, а для северо-западного и северного агроэкологических районов - 12-13 апреля.

Смещение на 3-4 дня в сторону более раннего или позднего срока обусловливает раннее или позднее возобновление вегетации.

2.5 Дифференцированный уход за посевами озимой пшеницы в зависимости от ВВВВ

Во время возобновления вегетации озимых для решения агротехнических задач по ранневесеннему уходу за ними важны не только заблаговременные сведения о состоянии посевов, которые получают в результате мониторинга посевов в зимний период (систематического определения содержания сахаров и жизнеспособности растений), но и время возобновления весенней вегетации (ВВВВ).

Изучение проблемы ухода за озимыми в зависимости от ВВВВ свидетельствует, что он должен осуществляться со строгой дифференциацией по нормам первой и последующих подкормок, а также регуляторов роста.

Общая норма подкормки озимой пшеницы рассчитывается с учетом содержания азота в слое 0-60 см. Расчет проводят по формуле:

Х = (N-NO3 + N-NН4) Ч h Ч d Ч 0,1, где

Х - запасы азота в исследуемом слое, кг/га;

h - глубина исследуемого слоя, см;

d - плотность почвы, г/см³;

(N-NO3 + N-NН4) - содержание суммы минерального азота в пробе почвы, мг/кг.

Установлено, что для получения 5 т/га урожая зерна пшеницы на ранневесенний период оптимальным является наличие минерального азота в данном слое почвы не менее 125-130 кг/га, причем 50-70 кг/га - в нитратной форме.

Чтобы правильно установить дозы первой подкормки следует учитывать, что формирование элементов урожая происходит не одновременно, а в определенной последовательности.

Побеги начинают образовываться еще осенью. Этот процесс захватывает II и III этапы органогенеза до 30 стадии. Редукция побегов начинается с IV этапа органогенеза и продолжается от выхода в трубку до колошения.

В стадии двойного кольца (30) идет закладка колосков, то есть заканчивается вегетативный период и начинается генеративный, а вместе с ним - процессы редукции и, прежде всего, боковых побегов. Интенсивность этого процесса зависит от ВВВВ. При раннем возобновлении вегетации процесс редукции замедляется. Отмирание боковых стеблей, вследствие благоприятных условий их роста, откладывается на более поздние сроки. Чтобы ускорить этот процесс и снизить нарастание вегетативной массы растений дозы ранневесенней подкормки азотом снижаются до минимума (25-30 кг/га д. в.), а по паровым предшественникам полностью исключаются. Кроме того, посевы целесообразно обработать ретардантом (особенно сорта неустойчивые к полеганию) максимальной дозой Це Це Це 460 - 2,5 кг/га. При средних сроках ВВВВ опасности чрезмерного нарастания вегетативной массы нет, поэтому дозы ранневесенней азотной подкормки рекомендуется увеличить до 40-45 кг/га д. в., а дозу ретарданта по сравнению с вышеуказанными снизить на 25-30 % (соответственно до 2,0 кг/га).

У растений озимых, попавших под влияние высоких температур и интенсивного освещения, которые наблюдаются при поздних сроках ВВВ, укоренение и рост надземной массы тормозятся. В таких условиях для поддержания высокой жизнеспособности и регенерации целесообразно максимально увеличить дозы азотных подкормок (до 50-55 кг/га д. в.) и отказаться от использования ретарданта. При любых условиях доза ранневесенней подкормки не должна превышать 60 кг/га д. в. В противном случае будет наблюдаться даже снижение урожайности культуры.

В зависимости от ВВВВ к проблеме ухода за ослабленными или изреженными посевами наряду с другими факторами следует подходить дифференцированно. В годы с поздней весной такие посевы даже при хорошем увлажнении, слабо укореняются, сильно изреживаются, оказываются низкорослыми, сильно засоряются и, как правило, дают очень низкий урожай; их целесообразно пересеять другими культурами.

При ранних сроках возобновления вегетации на посевах с густотой стеблестоя на 1 м² не менее 180 растений создаются, как правило, нормальные условия для дополнительного кущения и хорошего развития. Их пересев не целесообразен.

В стадии двойного кольца (30) идет закладка колосков. Это один из самых ответственных моментов в развитии зернового растения, наиболее чувствительного в это время ко всяким воздействиям. Стадия двойного кольца наблюдается ранней весной. В этот период развития внесение удобрений, регуляторов роста, пестицидов может привести к резкому снижению урожая.

Как уже отмечалось выше, в этой стадии заканчивается вегетационный период и начинается генеративный, а вместе с ним процессы редукции, и прежде всего - боковых побегов. Чем они слабее главного развиваются, тем раньше отомрут, так как получают мало света. Главный побег в это время находится в так называемом «большом периоде». В этой стадии начинается интенсивный рост колоса внутри стебля. За короткий период времени он может достичь 10 см. Мощность этого процесса поразительна. Растения в этой фазе ощутимо реагируют на недостаток воды, питательных веществ, особенно азота и на болезни. У пшеницы это проявляется незакладкой колосков в нижней части колоса. Недостаток питательных веществ, влаги, раннее поражение болезнями, особенно мучнистой росой, снежной плесенью вызывают неестественную редукцию, значительно изменяют направленность физиологических процессов этой фазы, это приводит к невосполнимым в дальнейшем потерям урожая. Поэтому так важны мероприятия по защите растений от болезней на ранних этапах весеннего развития.

2.6 Формирование продуктивности пшеницы в фазу стеблевания

Формирование продуктивного стеблестоя в весенне-летний период состоит из нескольких процессов, включающих заключительные стадии кущения, весенне-летнюю редукцию побегов.

Для достижения полной потенциальной урожайности в фазе стеблевания следует уделять особое внимание, так как в данный период идет активный рост подземных и надземных частей растений. На момент выхода в трубку масса боковых побегов у озимой пшеницы в несколько раз превышает массу главных стеблей. Часть боковых побегов дает зерно, но большинство побегов не переходит к генеративному развитию. Однако они вносят существенный вклад в формирование урожая зерна продуктивных стеблей, так как являются кладовой ассимилянтов для главного и других продуктивных стеблей. Корневая система растения передает через узел кущения воду и питательные вещества во все побеги. Но при отмирании боковых побегов, накопленные ими ассимилянты перекачиваются в развивающиеся стебли. После отмирания боковых побегов их узловые корни продолжают работать на главный и другие продуктивные стебли.

Фаза стеблевания является критической, так как интенсивный рост вегетативной массы, особенно в случае раннего возобновления вегетации, обуславливает значительное потребление почвенной влаги и элементов питания. Часто к фазе начала редукции колосьев растения испытывают недостаток в них. В конечном итоге это может привести к некоторому снижению урожайности зерна, но особенно к ухудшению его качества.

Естественно, что при таких условиях посевы должны быть подкормлены азотом не только в ранневесенний период при возобновлении вегетации, но и в более поздние периоды роста и развития растений: в фазу выхода в трубку, а при выращивании ценного или сильного зерна -- в фазу цветения - начала налива зерновки дозами по 30-35 кг/га д. в.