Анализ влияния метеорологических условий на урожайность и элементы продуктивности озимой ржи в условиях Среднего Поволжья

В настоящее время разработаны и усовершенствованы различные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, однако влияние агрометеорологических условий на формирование урожая зерна остается по-прежнему очень высоким. Особенно это касается зоны рискованного земледелия каким является Среднее Поволжье. Погодные условия во многом влияют на сроки сева, норму высева, глубину заделки семян и другое.

на рост и развитие озимой ржи необходимо для усовершенствований технологии возделывания этой культуры и поиска возможностей более эффективного использования агроклиматического потенциала зоны [2, 3]. При создании селекционных программ необходимо определить основные факторы среды, влияющие на формирование урожая зерна озимой ржи и определить селекционные подходы позволяющие повысить адаптивный потенциал создаваемых сортов.

В связи с этим целью наших исследование было определение влияния метеорологических факторов на урожай зерна и элементы продуктивности озимой ржи.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились с 1987 по 2017 гг. на базе Самарского НИИСХ им. Н.М. Тулай-кова. Объектом исследований послужили сорта и популяции озимой ржи в питомнике конкурсного сортоиспытания. Закладка питомника конкурсного сортоиспытания проводилась сеялками СН-10Ц, Клен-1,5С. Учетная площадь делянок 20 м², в четырех кратной повторности, расположение делянок рендомизированное. Агротехника общепринятая для зоны. Норма высева 4,5 млн. всхожих семян на гектар. Уборка осуществлялась комбайном Сампо — 130. Фенологические наблюдения, учеты и определение структуры урожая проводили в соответствии с методическими указаниями [4, 5]. В ходе структурного анализа определяли массу 1000 зерен, число зерен в колосе, массу зерна с колоса, высоту растений, густоту продуктивного стеблестоя. Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ Агрос 2,0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Агроклиматические условия за годы исследований характеризовались большой контрастностью. Наиболее благоприятными для роста и развития растений были 1990, 1997, 2003, 2004, 2017 гг. В эти года ГТК колебалось от 1,36 до 2,13. Неблагоприятными по влагообеспечен-ности были 1992, 1995, 1998, 2001, 2002, 2005, 2008, 2010, 2016 гг. Самым засушливым за годы наблюдения был 2010 год. За период с апреля по июль в 2010 году выпало 25,0 % осадков от среднемноголетних значений, а средняя температура воздуха была на 3-4 ºС выше нормы.

В период возобновление вегетации — цветение средняя температура воздуха за годы ис- следования составила 13,4 °С с колебаниями от 7,2 до 15,9 °С (таблица 1). Количество осадков за этот период колебалось 4,7 до 172,4 мм, а ГТК составил от 0,06 до 2,13. Наибольший коэффициент корреляции отмечен у количества осадков — 64,6 %, а также у ГТК — 71,9 %.

За период цветение — полная спелость средняя температура воздуха составила 20,5 °С. Максимальная температура за этот период составила 23,5 °С, при минимальном значении 17,8 °С. Среднее количество осадков колебалось от 4,6 до 197,0 мм. ГТК имело существенное колебание от 0,05 до 1,99 в зависимости от года.

Средний урожай зерна за годы исследований составил 40,6 ц/га с колебаниями по годам от 11,6 до 59,6 ц/га (таблица 2). В среднем масса 1000 зерен была на уровне 30,0 г, количество зерен в колосе - 48,5 шт., масса зерна с колоса - 1,62 г, густота продуктивного стеблестоя - 346 ст./м² и высота растений - 119,7 см. Наибольший коэффициент вариации отмечен у массы зерна с колоса, массы 1000 зерен и густоты продуктивного стеблестоя (18,3 — 30,0 %). Это свидетельствует о том, что эти признаки в наибольшей степени подвержены влиянию условий внешней среды. В свою очередь корреляционный анализ показал, что на урожай зерна влияют признаки: масса 1000 зерен (r=0,69), масса зерна с колоса

Таблица 1. Гидротермические показатели периодов вегетации озимой ржи, 1987-2017 гг.

Показатели	среднее	min	max	CV, %
Возобновление вегетации - цветение
Средняя температура воздуха, °C	13,4	8,2	15,9	12,8
Количество осадков, мм	57,1	4,7	172,4	64,6
ГТК	0,58	0,06	2,13	71,9
Цветение — полная спелость
Средняя температура воздуха, °C	20,5	17,8	23,2	7,8
Количество осадков, мм	72,8	4,6	197,0	62,9
ГТК	0,80	0,05	1,99	57,3

Таблица 2. Урожай зерна озимой ржи и элементов продуктивности за 1987-2017 гг.

Показатели	среднее	min	max	CV, %
Урожай зерна, ц/га	40,6	11,6	59,6	30,0
Масса 1000 зерен, г	30,0	16,8	43,0	18,3
Количество зерен в колосе, шт.	48,5	37,6	58,6	11,2
Масса зерна с колоса, г	1,62	0,74	2,11	21,8
Продуктивная кустистость, ст./м2	346	225	509	22,5
Высота растений, см	119,7	80,0	148	14,5

(r=0,74), продуктивная кустистость (r=0,54) и высота растений (r=0,57).

В ходе исследований установлено, что погодные условия в значительной степени влияли на дату наступления и продолжительность фенологических фаз развития озимой ржи. В среднем срок сева за годы исследований приходился на 29 августа, что совпадает с оптимальными сроками сева озимых культур в Среднем Поволжье (таблица 3). Всходы появлялись в среднем через 7 дней после посева. При плохой влагообеспеченности всходы появлялись на 10 день. Средняя дата прекращения вегетации приходилась на 19 октября. Продолжительность периода всходы-прекращение осенней вегетации в среднем составило 44 дня с колебаниями в зависимости от года 24-67 дней. Средняя дата возобновления весенней вегетации приходилась на 12 апреля при значительной амплитуде наступления даты (от 25 марта до 28 апреля). Средняя дата колошения отмечена 24 мая. Продолжительность периода возобновление весенней вегетации-колошение составило 42 дня. Продолжительность периода колошение-цветение также значительно колебалось по года и составила от 4 до 15 дней, в зависимости от температурного режима в этот период. Созревание в среднем наступало 15 июля. Наиболее ранняя дата созревания отмечена 3 июля, а наиболее поздняя 31 июля.

Проведя корреляционный анализ урожая зерна и элементов структуры урожая с метеорологическими факторами в период возобновление вегетации — цветение и цветение - полная спелость нами установлено, что в период возобновление вегетации — цветение отмечена средняя корреляция между урожаем зерна с количеством осадков за период и ГТК (r=0,470 и r=0,370, соответственно) (таблица 4). На формирование массы 1000 зерен и массы зерна с колоса также оказывали влияние осадки и ГТК (r=0,340-0,560). Это возможно связано с интенсивным ростом надземной части растений и корневой системы, в этот период, которые в дальнейшим способствовали формированию крупного и выполненного зерна. В период цветение — полная спелость наибольшее отрицательное влияние на формирование массы 1000 зерен оказывал температурный режим (r=-0,520). Гидротермический коэффициент положительно коррелировал с количеством зерен в колосе (r=0,420).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследований установлено, что на урожай зерна наибольшее влияние оказывает масса 1000 зерен (r=0,690), масса зерна с колоса (r=0,740), густота продуктивного стеблестоя (r=0,540) и высота растений (r=0,570). В наибольшей степени подвержены влиянию условий внешний среды масса зерна с колоса, масса 1000 зерен и густота продуктивного стеблестоя (CV=18,3-30,0%).

Погодные условия в значительной степени влияют на дату наступления и продолжительность фенологических фаз развития озимой ржи. Положительное влияние на формирование урожая зерна, массы 1000 зерен и массы зерна с колоса в период возобновления весенней веге-тации-цветение оказывали осадки и гидротер-

Таблица 3. Дата наступления и продолжительность фенологических фаз озимой ржи, 1987-2017 гг.

Фазы и периоды развития	среднее	min	max
Посев	29/08	19/08	8/09
Всходы	5/09	25/08	15/09
Посев-всходы, дней	7	6	10
Прекращение вегетации	19/10	2/10	5/11
Всходы-прекращение вегетации, дней	44	24	67
Возобновление вегетации	12/04	25/03	28/04
Колошение	24/05	11/05	1/06
Возобновление вегетации-колошение, дней	42	32	59
Цветение	1/06	21/05	10/06
Колошение-цветение, дней	8	4	15
Полная спелость	15/07	3/07	31/07
Цветение-полная спелость, дней	44	29	58
Длинна вегетационного периода, дней	138	106	171

Таблица 4. Влияние агрометеорологических условий на урожай зерна и элементы продуктивности озимой ржи в различные периоды вегетации, 1987-2017 гг.

Признаки	Возобновление вегетации - цветение			Цветение — полная спелость
	ей- S о и ей & & си ^ W W я си и	2 м о ч СЙ и о о и н и QJ у 5	н	ей- S о и СЙ ° К S си ^ W W я ч си и	о Ч ей и О О И н и CD у	н
Урожай зерна, ц/га	-0,06	0,47**	0,37*	-0,16	-0,01	0,10
Масса 1000 зерен, г	-0,16	0,46*	0,34	-0,52**	0,30	0,34
Количество зерен в колосе, шт.	0,15	0,19	0,16	-0,25	0,35	0,42*
Масса зерна с колоса, г	0,05	0,56**	0,46*	-0,37	0,33	0,37
Густота продуктивного стеблестоя, ст./м2	-0,24	0,05	0,02	-0,16	0,02	0,07
Высота растений, см	-0,27	0,30	0,41*	-0,29	0,10	0,10

Примечание: *-значимо на 5 % уровне

*-значимо на 1 % уровне мический коэффициент (r=0,340-0,560). В период цветение-полная спелость отрицательное влияние на формирование массы 1000 зерен оказывала температура воздуха (r=-0,520).

В связи с этим селекция в условиях Среднего Поволжья должна вестись с учетом резких изменений температурного режима и неравномерного распределения осадков как по годам, так и в течении года. Сорта озимой ржи должны обладать высоким адаптивным потенциалом и эффективно использовать накопленные продукты фотосинтезе из стеблей и листьев в период налива зерна.