Норма высева как важный составной элемент агротехники пшеницы

Пшеница (Triticum aestivum L.) возделывается практически во всех странах и разных почвенно-климатических условиях, занимает более чем 220 млн га, что составляет 15,4% всех пахотных земель в мире Она является одним из основных продуктов ежедневного питания для 4,5 миллиарда человек в более чем 94 странах мира [1]. Однако её производство подвержено резким колебаниям из-за экологических факторов среды. В условиях изменяющегося климата появляется острая необходимость изучения комплексного взаимодействия климатических и агрономических факторов, влияющих на количественные и качественные характеристики урожая пшеницы [2]. Для определения природы взаимодействия сорта со средой возникает потребность оценки влияния некоторых агротехнических приемов на урожай и качество зерна для сортов озимой пшеницы созданных в различных почвенно-климатических зонах [3].

Важным фактором формирования стабильных высоких урожаев зерновых культур является оптимальная норма высева. Считается, что урожайность на 50% определяется плотностью продуктивного стеблестоя, на 25% – числом зёрен в колосе и на 25% массой 1000 зёрен.

Существует большое количество, посвящённых вопросам агротехники пшеницы. Однако, изменение климата, появление более адаптированных к конкретным климатическим условиям возделывания, новых технологий, ставит новые вопросы о более детальном изучении элементов технологий.

Норма высева сильно влияет на изменение как на внутривидовую конкуренцию растений, так и межвидовую за свет, воду и питательные вещества во время их роста и развития и тем самым значительно влияет на урожайность пшеницы [4]. Таким образом, оптимальная норма высева имеет решающее значение для получения высокого и стабильного урожая пшеницы в различных регионах.

Продуктивная и общая кустистость. Густота стояния растений в посевах во всех почвенно-климатических зонах определяется в первую очередь нормой высева, то есть числом всхожих зёрен на 1 м2. Плотность посева в зависимости от условий окружающей среды влияет на урожайность зерна и элементы структуры урожая. На загущенных посевах урожай значительно падает, особенно при полегании растений. Изреженные посевы также существенно снижают урожай. При опреде- лении плотности посева необходимо учитывать потенциал кущения генотипа. Генотипы с низким потенциалом кущения проявляют более высокое влияние на урожайность зерна и массу колоса в зависимости от увеличения плотности посева [5].

В работе Khalid et al. [6] с четырьмя нормами высева семян (100, 140, 180, 220 кг/га) было показано, что с повышением нормы высева увеличивается число стеблей и колосьев на 1 м2, урожайности зерна, при этом, однако, наблюдается обратная тенденция по числу зёрен в колосе и длине колоса. Эти показатели были выше при более низкой норме высева семян (100 кг/га). В других работах также считается, что загущение посевов резко снижает продуктивность колоса, однако при этом отмечается повышение продуктивного стеблестоя на одну единицу площади, что и вызывает увеличение урожайности [7]. В исследованиях Ozturk et al. [8] показано, что низкая норма высева семян снижает межвидовую конкуренцию между растениями, особенно в период вегетативного роста, но увеличивает её во время налива зерна за счёт повышенной продуктивной кустистости. Таким образом, пониженная норма высева семян увеличивает число колосьев и зёрен в колосе на каждом растении, но уменьшает число колосьев на единицу площади, чего не происходит при повышенной норме высева.

Количество зёрен в колосе. Количество колосьев на единицу площади и зёрен в колосе – наиболее важные составляющие урожайности зерна [9]. У многих авторов была выявлена устойчивая взаимосвязь между числом зёрен в колосе и продуктивностью колоса [10]. Высокая изменчивость количества зёрен в колосе объясняется различиями в генетическом потенциале растений. На число зёрен в колосе влияют: генотип, агротехника возделывания (нормы высева, дата посева, плодородность почвы и др.) и внешние условия (воздушная и почвенная температура, водный режим почвы и др.). Повышение числа зёрен в колосе на 10% было связано с пониженной нормой высева семян [8], по другим источникам [11] данный признак увеличился вдвое при более низкой плотности посева.

Масса 1000 зёрен. Пониженная норма высева даёт более полновесное зерно, чем более высокая норма высева [12]. Некоторые исследователи считают, что нормы высева не оказывали существенного влияния на массу 1000 зёрен, однако, максимальная масса зерна (40,90 г) отмечена при 100 кг/га [13]. Китайскими учёными было выявлено, что созданные сорта после 1980 года меньше реагировали на изменение нормы высева. Уборочный индекс и масса 1000 зерен современных сортов значимо коррелировало с урожайностью зерна. Фотосинтетическая активность и площадь флагового листа во время колошения постепенно увеличивались, повышая массу 1000 зерен и приводя к увеличению урожайности зерна. Одной из причин адаптации современных сортов к современным условиям выращивания является их более низкая зависимость от норм высева [14]. При норме высева 650 семян на м² и высоком агрофоне (300 кг/га NPK) было получено повышение массы 1000 зерен на 2,4%, показателя седиментации – на 28,5%, а содержание сырой клейковины в зерне – на 6,8% [15]. Следует отметить, что подобная агротехника требует высоких материальных и финансовых затрат.

Урожайность зерна Урожайность зерна зависит в основном от трёх слагаемых – количества колосьев на единицу площади, числа зёрен в колосе и массы зерна с колоса. При изучении трех норм высева (100, 150 и 200 кг/га) [16] максимум по урожайности зерна был достигнут при норме высева 150 кг/га, а минимум при 100 кг/га, в то время как влияние норм высева на слагаемые продуктивности было несущественным. Есть мнение, что максимальная урожайность мягкой пшеницы возможно при низкой норме высева [17].

Посевы пшеницы с оптимальной нормой высева 125-150 кг/га имели более интенсивный рост, максимальный урожай и минимальное полегание по сравнению с более высокой нормой высева 175-200 кг/га [18]. В Пакистане озимая пшеница, посеянная со средней нормой высева 125 кг/га, имеет лучшие показатели роста и урожайности зерна [19]. В условиях Ростовской области сорта озимой пшеницы при достаточном увлажнении почвы и обеспеченности элементами минерального питания, способны давать высокий уровень урожайности как при 4-5 млн всхожих зёрен на га, так и начиная с 2 млн [20]. В Самарской области оптимальная норма высева озимой пшеницы считается 45,5 млн всхожих зёрен на га.

Повышение конкурентоспособности сельскохозяйственных культур с использованием более высоких норм высева семян является одним из возможных методов борьбы с сорняками в системах органического земледелия в условиях недостаточного увлажнения или в посевах с пре- обладанием сорняков, устойчивых к гербицидам [21].

Увеличение посевных площадей озимой пшеницы требует глубокого понимания взаимодействия агрономических и климатических факторов, а также подбора современного сортимента новых сортов. Практический интерес с нашей точки зрения представляет мнение о снижении нормы высева при высокой культуре земледелия и наличия современных сортов озимой пшеницы. Норма высева один из ключевых факторов получения высоких и стабильных урожаев зерна. Однако её необходимо корректировать в зависимости от почвенно-климатических условий возделывания и биологических особенностей сортов.