Оптимизация срока посева для получения высокой продуктивности качественных семян твердой пшеницы

Возделывание твердой яровой пшеницы обеспечивает получение высокостекловидного зерна с повышенным содержанием белка, хорошо сбалансированного по соотношению его клейковинообразующих фракций глиадинов и глютенинов (2 : 1). Ее зерно является единственным сырьем для изготовления высококачественных макаронных изделий, продуктов детского и диетического питания. Недостаточное производство зерна твердой пшеницы в последние годы явилось причиной того, что большая часть макаронных изделий и круп изготавливается из зерна мягкой пшеницы, что существенно снижает их вкусовые, питательные и потребительские свойства [1]. В период рыночных реформ посевы твердой пшеницы в России уменьшились почти в 4 раза и составляют в последние годы лишь 0,5–0,7 млн га [2]. При среднегодовом производстве зерна твердой пшеницы в России в последние годы на уровне 500–600 тыс. тонн потребность населения в макаронных изделиях составляет 750–800 тыс. тонн, в пшеничных крупах высокого качества (из твердой пшеницы и полбы) – 100 тыс. тонн, что эквивалентно 1,5 млн тонн зерна твердой пшеницы. Поставлена задача ежегодно производить не менее 2,0–2,5 млн тонн зерна твердой пшеницы [3]. Решение этой задачи позволит снабдить высококачественным сырьем макаронную, крупяную и кондитерскую промышленность в необходимых объемах.

В Западно-Сибирском регионе, в том числе в Омской области, твердая яровая пшеница возделывается в основном на черноземных почвах в южной лесостепной и степной зонах, так как в период цветения, формирования и налива зерна требует повышенных температур. Почвенно-климатические условия региона позволяют выращивать зерно с содержанием белка 16–17% и стекловидностью до 90–95%. Посевы твердой пшеницы в Омской области необходимо увеличить с 30–35 до 75–120 тыс. га [1]. При этом нужно повысить урожайность зерна твердой пшеницы и качество товарного зерна, что невозможно сделать без хорошо отлаженного семеноводства этой культуры. Очень важным направлением исследований является совершенствование технологии гарантированного производства высококачественных семян твердой пшеницы, основным элементом которой является срок посева [5; 6].

При оптимизации срока посева твердой пшеницы нужно учитывать почвенноклиматические условия природной зоны, экотип сорта, степень увлажнения летнего периода, распределение осадков в течение вегетационного периода, засоренность полей, обеспеченность техникой и другие факторы. Кроме того, важно учитывать биологические особенности твердой пшеницы: высокую потребность в достаточном влагообеспе-чении в период от выхода в трубку до колошения и теплообеспечении во вторую половину вегетации [1].

Твердая пшеница отличается от мягкой пшеницы более слабым оттоком пластических веществ из вегетативных органов в зерно. Первостепенное значение для биологической полноценности семян имеет температурный режим в период формирования и налива зерновки. При среднесуточной температуре воздуха ниже 16°С энергия прорастания и всхожесть семян существенно снижаются. При дальнейшем понижении температуры практически прекращается накопление сухого вещества в зерне, а энергия и всхожесть семян снижаются до уровня некондиционных. Если в эти периоды среднесуточная температура воздуха составляет 15,6–18,5°С, то семена будут иметь высокие всхожесть и энергию прорастания [7].

Предыдущими исследованиями было установлено, что оптимальные сроки посева твердой яровой пшеницы в южной лесостепи Западной Сибири приходятся в большинстве лет на 15–25 мая [8–10], а в отдельные годы наблюдается преимущество раннего (4–8 мая) [11], среднего (15–16 мая) [9] или позднего (27 мая) [8] сроков посева. При выборе срока посева необходимо иметь в виду, что диапазон этот может быть довольно большим, поскольку сорта по своим биологическим особенностям имеют существенные различия. При правильно выбранном сроке посева уровень урожайности может возрастать почти в два раза [1].

Цель исследований – выявление оптимального срока посева в условиях южной лесостепи Западной Сибири, обеспечивающего получение высокой продуктивности и качественных семян сортов твердой яровой пшеницы.

Объекты и методы исследований

Изучение сроков посева твердой яровой пшеницы проводилось в 2013–2016 гг. на опытном поле отдела семеноводства ФГБНУ «Омский аграрный научный центр», расположенном в зоне южной лесостепи Омской области. Объект исследований – два сорта твердой яровой пшеницы (Triticum durum Desf.), относящиеся к разновидности hor-deiforme: Жемчужина Сибири (интенсивный) и Омский корунд (экстенсивный) (табл. 1), которые высевались 7, 14, 21, 28 мая и 4 июня по двум предшественникам – чистый черный пар и зерновые культуры (вторая культура после пара).

Таблица 1

Сравнительная характеристика изучаемых сортов твердой яровой пшеницы

Показатель	Сорт
	Жемчужина Сибири	Омский корунд
Экотип	Лесостепной	Степной
Отношение к агрофону	Интенсивный	Экстенсивный
Устойчивость к полеганию	Устойчив	Менее устойчив
Высота растений	Среднерослые	Высокорослые
Поникание колоса	Нет	Есть

Учетная площадь делянки – 25 м². Размещение делянок систематическое, повторность – четырехкратная. Учеты и наблюдения проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [12; 13]. Уборка посевов твердой пшеницы проводилась 20–24 августа (посев 7 мая), 22–26 августа (посев 14 мая), 30 августа – 8 сентября (посев 21 мая), 10–12 сентября (посев 28 мая), 12–19 сентября (посев 4 июня). Посевные качества семян определялись в соответствии с ГОСТ 12038–84 (энергия прорастания и всхожесть семян) и ГОСТ 12042–80 (масса 1000 семян). Статистическая обработка полученных данных проводилась методом дисперсионного анализа в изложении Б.А. Доспехова [14].

Почва опытного участка – лугово-черноземная, слабо выщелоченная, содержание гумуса – 6%, рН почвенного раствора 6,5–6,8. Условия увлажнения летнего периода были различными в годы исследований (табл. 2).

Таблица 2

Метеорологические условия вегетационного периода 2013–2014 гг. (ГМС Омск)

Год	Период
	Июнь	Июль	Август	Июль – август	Июнь – август
Температура воздуха, ºС
2013	16,7	19,0	17,0	18,0	17,6
2014	18,2	16,4	19,1	17,8	17,9
2015	20,2	18,5	15,4	17,0	18,0
2016	18,2	19,7	19,2	19,5	19,0
	Отклонения температуры от нормы,			ºС
2013	–1,2	–0,6	+0,1	–0,3	–0,5
2014	+0,3	–3,2	+2,2	–0,5	–0,2
2015	+2,3	–1,1	–1,5	–1,3	–0,1
2016	+0,3	+0,1	+2,3	+1,2	+0,9
Осадки, мм
2013	12,8	98,6	60,7	159,3	172,1
2014	15,0	55,9	42,9	98,8	113,8
2015	58,7	53,4	68,6	122,0	180,7
2016	96,2	108,9	16,3	125,2	221,4
Осадки, % от нормы
2013	25	150	112	133	101
2014	29	85	79	82	67
2015	115	81	126	102	106
2016	188	166	30	104	129

Крайне засушливой была погода в июне 2013 и 2014 гг., когда выпало соответственно 12,8 и 15,0 мм осадков, что составило 25 и 29% от нормы. В июне 2015 г. сумма выпавших в июне осадков составила 58,7 мм (115% к норме), а в 2016 г. – уже 96,2 мм (188% к норме). Гидротермический коэффициент (ГТК по Г.Т. Селянинову) за июнь (межфазный период «кущение – выход в трубку», который является критическим по отношению к выпадающим осадкам для твердой яровой пшеницы в условиях южных районов Западной Сибири) в 2013 г. составил 0,27; в 2014 г. – 0,26; в 2015 г. – 0,97 и в 2016 г. – 1,78, что, по мнению Е.К. Зоидзе и Т.В. Хомяковой [15], свидетельствует об избыточной влагообеспеченности этого периода в 2016 г.; недостаточной – в 2015 г. и исключительно низкой (сильной засухе) в 2013 и 2014 гг.

Результаты исследований

В среднем за годы исследований сорта твердой яровой пшеницы Жемчужина Сибири и Омский корунд наибольшую зерновую продуктивность обеспечивали при посеве 14–28 мая, как по пару, соответственно 2,79–2,81 и 2,40–2,46 т/га, так и по зерновому предшественнику, соответственно 2,45–2,50 и 2,13–2,16 т/га (табл. 3).

Таблица 3

Урожайность зерна сортов твердой яровой пшеницы в зависимости от предшественника и срока посева, т/га

Срок посева	Жемчужина Сибири			Омский корунд
	Годы
	2013–2016	2013–2014	2015–2016	2013–2016	2013–2014	2015–2016
Предшественник – чистый пар
7 мая	2,41	1,89	2,94	1,91	1,63	2,18
14 мая	2,81	2,60	3,02	2,46	2,50	2,43
21 мая	2,79	2,69	2,89	2,41	2,52	2,30
28 мая	2,80	3,12	2,47	2,40	2,90	1,91
4 июня	2,27	2,75	1,78	1,96	2,60	1,32
НСР 05	0,31	0,23	0,20	0,24	0,20	0,19
Предшественник – зерновые
7 мая	2,07	1,53	2,60	1,66	1,20	2,12
14 мая	2,45	1,99	2,92	2,14	1,89	2,39
21 мая	2,45	2,16	2,73	2,13	2,01	2,26
28 мая	2,50	2,79	2,20	2,16	2,64	1,68
4 июня	2,03	2,54	1,51	1,64	2,34	0,94
НСР 05	0,29	0,21	0,18	0,30	0,25	0,18

При достаточном (2015) и избыточном (2016) выпадении осадков в июне оптимальными сроками посева для интенсивного сорта Жемчужина Сибири при размещении по пару оказался период 7–14 мая, после зерновых культур – 14 мая; для экстенсивного сорта Омский корунд – 14–21 мая (при посеве по обоим предшественникам).

В годы с июньской засухой (2013 и 2014 гг.) оптимальный срок посева обоих сортов при размещении по обоим предшественникам смещался на 28 мая (конец месяца). Аналогичную ситуацию с оптимальным сроком посева 27 мая в засушливом 1982 г. отмечали в условиях южной лесостепи Омской области Г.М. Летова и Д.П. Денисов [10].

Авторами статьи отмечено преимущество по урожайности зерна при оптимальных сроках посева интенсивного сорта Жемчужина Сибири над экстенсивным сортом Омский корунд. Так, в среднем за годы исследований оно составляло при размещении по пару 0,33–0,41, по зерновому предшественнику – 0,29–0,37 т/га; в годы с хорошим атмосферным увлажнением июня и всего летнего периода оно увеличивалось соответственно до 0,51–0,72 и 0,53–0,66 т/га, а при остром дефиците осадков в июне снижалось до 0,22 и 0,15 т/га.

Размещение твердой яровой пшеницы по чистому пару обеспечивало преимущество в урожайности зерна при оптимальных сроках посева по сравнению с посевом после зернового предшественника. В среднем за годы исследований и годы с дефицитом атмосферного увлажнения июня у сорта Жемчужина Сибири прибавка составляла 0,29– 0,36, у сорта Омский корунд – 0,24–0,33 т/га. При оптимальной увлажненности летнего периода оба сорта обеспечивали практически одинаковый уровень зерновой продуктивности при размещении по обоим предшественникам.

Масса 1000 семян служит важнейшим показателем полноценности семян и имеет решающее значение для получения высокой урожайности зерна. Установлено, что в среднем за годы исследований (табл. 4) растения твердой яровой пшеницы при размещении по чистому пару отличались наибольшей массой 1000 семян. У сорта Жемчужина Сибири при посеве по пару 7–28 мая она варьировала от 35,4 до 36,5 г, у Омского корунда (посев 7–14 мая) – от 37,1 до 38,1 г. При посеве по зерновому предшественнику в сроки 7–21 мая у обоих сортов этот показатель колебался соответственно от 34,8 до 36,0 и от 36,3 до 37,3 г.

Таблица 4

Масса 1000 семян твердой яровой пшеницы в зависимости от предшественника и срока посева, %

Срок посева	Жемчужина Сибири			Омский корунд
	Годы
	2013–2016	2013–2014	2015–2016	2013–2016	2013–2014	2015–2016
Предшественник – чистый пар
7 мая	36,5	35,4	37,7	38,1	37,9	38,3
14 мая	35,4	34,5	36,3	37,1	37,5	36,7
21 мая	36,3	36,6	36,0	35,4	36,7	34,1
28 мая	35,7	38,3	33,1	35,4	39,7	31,2
4 июня	34,1	38,4	29,8	34,0	38,5	29,5
		Предшественник –		зерновые
7 мая	36,0	33,7	38,2	37,1	36,1	38,1
14 мая	35,9	34,0	37,9	37,3	36,0	38,5
21 мая	34,8	34,9	34,8	36,3	36,9	35,7
28 мая	34,1	36,7	31,5	34,9	39,5	30,3
4 июня	31,2	33,5	28,9	28,9	33,2	24,6

В годы с достаточным увлажнением летнего периода при посеве пшеницы по пару в сроки 7–21 и 7–14 мая масса 1000 зерен составляла 36,0–37,7 и 36,7–38,3 г. При посеве после зернового предшественника 7–14 мая оба сорта сформировали зерно с массой 1000 зерен соответственно 37,9–38,2 и 38,1–38,5 г.

В годы с острым дефицитом июньских осадков оба сорта наиболее крупные семена формировали при поздних сроках посева: при размещении по пару 28 мая – 4 июня, после зерновых культур – 28 мая. Таким образом, с уменьшением увлажненности июня (при снижении ГТК от 1,78–0,97 до 0,27–0,26) происходило перемещение оптимального срока посева твердой яровой пшеницы с 7–14 мая до 28 мая – 4 июня при размещении по пару и до 28 мая – по зерновому предшественнику.

Оценка способности семян к прорастанию показала, что в среднем за годы исследований при размещении по чистому пару оба сорта твердой яровой пшеницы обеспечивали наиболее высокую энергию прорастания семян при посеве по пару 7–28 мая, по зерновому предшественнику – 7–21 мая (табл. 5).

В условиях нормального и избыточного увлажнения июня (ГТК от 0,97 до 1,78) при размещении посевов по чистому пару у сорта Жемчужина Сибири наивысшие значения энергии прорастания семян отмечались при посеве 14–28 мая (85–86%), у сорта Омский корунд – 14–21 мая (82–83%); при размещении по зерновому предшественнику соответственно 7–21 мая (77–86%) и 7–14 мая (74–77%).

В годы с острым дефицитом осадков в июне (2013, 2014) при размещении твердой пшеницы по обоим предшественникам у обоих сортов семена с наибольшей энергией прорастания (74–82%) были получены при посеве в период с 7 по 28 мая. При самом позднем сроке посева – 4 июня энергия прорастания семян значительно снижалась, в большей степени у сорта Омский корунд.

Таблица 5

Энергия прорастания семян твердой яровой пшеницы в зависимости от предшественника и срока посева, %

Срок посева	Жемчужина Сибири			Омский корунд
	Годы
	2013–2016	2013–2014	2015–2016	2013–2016	2013–2014	2015–2016
Предшественник – чистый пар
7 мая	77	73	82	72	67	77
14 мая	78	72	85	73	65	82
21 мая	80	74	86	74	66	83
28 мая	81	76	86	70	66	73
4 июня	57	33	82	45	15	74
Предшественник – зерновые
7 мая	83	81	86	76	75	77
14 мая	80	82	78	74	74	74
21 мая	80	83	77	73	77	69
28 мая	77	80	74	65	71	60
4 июня	65	63	68	40	22	58

Таким образом, с увеличением увлажненности июня (при повышении ГТК от 0,26–0,27 до 0,97–1,78) происходило уменьшение периода с оптимальными сроками посева в отношении формирования семян с высокой энергией прорастания с четырех до трех недель у сорта Жемчужина Сибири и до двух недель – у сорта Омский корунд.

Лабораторная всхожесть является важнейшим показателем посевных качеств семян. Установлено, что в среднем за годы исследований и в годы с засушливым июнем (2013, 2014) оба сорта твердой яровой пшеницы формировали семена с высокой всхожестью при посеве по обоим предшественникам в период с 7 по 28 мая, при посеве же 4 июня всхожесть существенно снижалась (табл. 6).

Таблица 6

Лабораторная всхожесть семян твердой яровой пшеницы в зависимости от предшественника и срока посева, %

Срок посева	Жемчужина Сибири			Омский корунд
	Годы
	2013–2016	2013–2014	2015–2016	2013–2016	2013–2014	2015–2016
Предшественник – чистый пар
7 мая	86	87	85	84	81	88
14 мая	89	89	89	83	79	87
21 мая	90	90	90	84	79	89
28 мая	88	88	88	80	80	80
4 июня	72	60	85	66	52	80
Предшественник – зерновые
7 мая	88	88	88	84	85	84
14 мая	87	88	87	83	85	81
21 мая	88	92	84	84	88	81
28 мая	87	91	83	81	84	78
4 июня	81	80	82	63	50	77

В условиях достаточного и избыточного увлажнения июня (2015, 2016) при размещении посевов по чистому пару у сорта Жемчужина Сибири наибольшие значения всхожести семян наблюдались при посеве 14–28 мая (88–90%), у сорта Омский корунд – 7–21 мая (87–89%). При посеве по зерновому предшественнику соответственно – 7–14 мая

(87–88%) и 7 мая (84%), то есть при более ранних сроках посева. Таким образом, в условиях острого дефицита июньских осадков оба сорта твердой яровой пшеницы характеризовались одинаковой реакцией на срок посева вне зависимости от предшественника: семена с высокой всхожестью были получены при посеве с 7 по 28 мая.

Определяющим фактором для формирования и налива зерна является температурный режим в межфазный период «колошение – восковая спелость», который в условиях южной лесостепи Западной Сибири приходится в основном на август месяц. Среднемесячная температура воздуха в августе составила 15,4°С в 2015 г.; 17,0°С – в 2013 г.; 19,1°С – в 2014 г. и 19,2°С – в 2016 г. На основе проведенного анализа изменения посевных качеств семян твердой пшеницы в зависимости от температурного режима августа было выявлено, что энергия прорастания семян твердой пшеницы при ее размещении по пару в годы со среднесуточной температурой воздуха на уровне 15,4– 17,0°С была в среднем на 6–9% выше, чем при температуре 19,1–19,2°С, что согласуется с исследованиями Ю.В. Фризен [7], установившей, что оптимальной для формирования высококачественных семян твердой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири является температура 15,6–18,5°С. Размещение твердой пшеницы по зерновому предшественнику обеспечивало у сорта Жемчужина Сибири практически одинаковые значения энергии прорастания во все годы исследований; у сорта Омский корунд энергия прорастания, наоборот, возрастала в среднем на 7% при температуре августа 19,1–19,2°С.

Всхожесть семян у сорта Жемчужина Сибири в годы исследований не зависела от температурного режима августа, а у сорта Омский корунд она была выше в среднем на 6–7% при среднемесячной температуре 19,1–19,2°С.

Заключение

В условиях южной лесостепи Западной Сибири выбор оптимального срока посева твердой яровой пшеницы зависит от степени увлажнения первой половины лета. Установлено, что при достаточном (2015) и избыточном (2016) увлажнении в июне оптимальными сроками посева для интенсивного сорта Жемчужина Сибири при размещении по пару является период с 7 по 14 мая, после зерновых культур – 14 мая. Для экстенсивного сорта Омский корунд оптимальными являются сроки посева с 14 по 21 мая при размещении по обоим предшественникам. В годы с июньской засухой (2013, 2014) оптимальный срок посева обоих сортов по обоим предшественникам смещается на конец месяца – 28 мая.

В годы с дефицитом атмосферного увлажнения в июне размещение твердой яровой пшеницы по чистому пару обеспечивало преимущество в урожайности зерна на 0,24–0,36 т/га по сравнению с посевом после зернового предшественника при оптимальных сроках посева. При достаточной увлажненности летнего периода оба сорта обеспечивали практически одинаковый уровень зерновой продуктивности при размещении по обоим предшественникам.

При дефиците осадков в июне (при снижении ГТК с 1,78–0,97 до 0,27–0,26) происходило перемещение оптимального срока посева твердой яровой пшеницы в отношении формирования наиболее крупных семян с 7–14 мая на 28 мая – 4 июня при размещении по пару и на 28 мая – по зерновому предшественнику.

В условиях нормального и избыточного увлажнения июня при размещении посевов по чистому пару у сорта Жемчужина Сибири семена с высокой энергией прорастания формировались при посеве 14–28 мая, у сорта Омский корунд – 14–21 мая, по зерновому предшественнику соответственно 7–21 мая и 7–14 мая. При остром дефиците июньских осадков посев обоих сортов как по пару, так и после зерновых в период с 7 по 28 мая обеспечивал получение семян с высокой энергией прорастания.

Семена с высокой всхожестью в условиях достаточного и избыточного увлажнения июня при размещении по чистому пару были получены при посеве сорта Жемчужина Сибири 14–28 мая, сорта Омский корунд – 7–21 мая; по зерновому предшественнику соответственно – 7–14 мая и 7 мая. В годы с июньской засухой оба сорта формировали семена с высокой всхожестью при посеве по обоим предшественникам в период с 7 по 28 мая. При посеве 4 июня во все годы исследований отмечалось существенное снижение энергии прорастания и всхожести семян твердой яровой пшеницы.

• ²Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

Optimization of seeding time for obtaining high productivity of top-quality seeds of durum wheat