Влияние агрометеорологических условий периода вегетации и перезимовки растений на урожайность озимой пшеницы в центральной части Республики Мордови

Большое значение для получения устойчивых урожаев озимой пшеницы ( Triticum aestivum L.), своевременного планирования валовых сборов зерна на основе прогноза ожидаемой продуктивности, принятия обоснованных хозяйственных решений имеет рациональное использование агрометеорологической информации [4; 8]. Именно поэтому знание связи урожайности озимой пшеницы с воздействующими на нее агрометеорологическими факторами достаточно актуально [10]. Для условий РМ имеются такие сведения об озимой ржи и других культурах [1–2], но отсутствуют об озимой пшенице.

В связи с этим нами были определены средние даты наступления фаз роста и развития озимой пшеницы Мироновская 808, районированной в РМ с 1969 г., и проведена количественная оценка влияния отдельных агрометеорологических факторов на ее урожайность. Для этого использовались данные учетов Агрометеорологической станции г. Саранск (в настоящее время – отдел наблюдений Мордовского центра Гидрометеослужбы) за 1974–2014 гг. и сопряженные с ними сведения об 126

урожайности культуры на опытном поле отдела первичного семеноводства Мордовского НИИ сельского хозяйства, где выполнялись агрометеорологические наблюдения.

Пшеница во все годы возделывалась по неудобренному черному пару. Почва участка представляет собой чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый среднемощный среднегумусный с высоким содержанием (по Кирсанову) подвижных фосфатов и повышенным обменного калия. Агротехника является традиционной для условий РМ [3]. Норма высева – 5 млн всх. семян/га. При посеве вносилась нитроаммофоска или азофоска (30–50 кг/га в физическом весе). Статистическая обработка данных осуществлялась методом корреляционно-регрессионного анализа с применением программы «Stat» (версия 2.6, ИВЦ МарГУ, 1993 г.).

Анализ данных свидетельствует о том, что средний срок посева озимой пшеницы приходился на последний день августа (табл. 1). Фаза всходов, быстрота наступления которой зависит от температуры и влажности почвы, наступала в среднем через 10 дней. На

Т а б л и ц а 1

T a b l e 1

К S 5 Я л  ^ h    тг к   ° *   7 К    4" S  4 2 5    c 2    я О    R н   ^ *   "й R    ® V    ° я   S о    © И    S о        । a ^ 2 № ТГ ^ 3 S 00 9 N Ф s I °? Я    Л В 2 ^ IS u g 2 в § SB.” = и S i ^ $ я    £ R    ^ a  £ -e-     £ s   £ 8 ©      ay Я    Л S   Л О  ^ ©    V К    я В    О ^   $ V л    л *   Q 3 Й =5	сЗ со -е- о о ч о я е	iradogX вхву		Ох	Ох (М	m	О Ох	(М ОО Ох
		ЧЮОЕЭПЭ КШ1ГОЦ	о	Ох	^о (М	(М	О ^о	ОО Ох
		шсЬе динкоюоэ эояожюд	о (М	Ох	о	г^	о	Ох
		шсЬя дИНКОХЭОЭ 90НЬ0К0]Д[	о cxi	Ох	о сч	2	чо	Ох
		9ИН91ЭН‘П	об (М	Ох	о	ОО	О 40 (М	Ох
		9ИН9Ш0К0^[		Ох	о	m	о 40	Ох
		ХядХЛь н Сохид	о	Ох	я	Ох	S	ОО Ох
		ииПрч-элэе ион -Н9Э9Я эинэЕяондояод	ОО (М	S	о		8	Ох Ох
		ИИЙВ19Л9Н И9НН9Э0 9HH9lnBdx9dn	о (М	Ох	Ох	Я	S	04 Ох
		9ИНЭ1пХ^[	о	Ох	о	Г-	о	S
		J-ЭИК И-£	о	Ох	о ОО	ОО	об	S
		нСохэд	о (М	Ох	о	о	о я	4О" СО Ох О
		Я0ЭОЦ	о ОО	Ох	о		О 40	S
	3 g § 8 S 2 S сЗ S q я я g		о а	Ч	R R о	9 в. § CD 1=1 2 3 °	НН 175 5 ^ с	ч

18-й день после посева растения озимой пшеницы образуют 3 листа.

Продолжительность периода от всходов до начала кущения за 40 лет наблюдений составляла в среднем 15 дней. Чем позднее была посеяна пшеница, тем продолжительнее был данный период от всходов до кущения. В отдельные годы при поздних сроках сева пшеница не успевала раскуститься осенью (1976, 1978, 1985, 1993 гг.). В таких случаях ее кущение происходило весной.

Вегетация озимой пшеницы осе- нью прекращается при температуре воздуха 5 ºС и ниже. Средняя дата приходится на 19 октября. Межфазный период от всходов до прекращения осенней вегетации пшеницы составляет в среднем 39 дней. Ввиду различных метеорологических условий период от полных всходов до прекращения осенней вегетации озимой пшеницы длится 26–71 дней (V = 55 %).

Весной при наступлении температуры 5 ºС пшеница начинает отрастать и дополнительно куститься. Средняя дата возобновления весенней вегетации – 14 апреля, однако в отдельные годы вегетация растений может начинаться в последние дни марта или в первых числах мая. Фаза выхода в трубку отмечается, как правило, на 19-й день после возобновления весенней вегетации.

Пшеница в условиях РМ выколашивается в среднем в первой декаде июня. Однако при запоздалой весне или позднем сроке сева дата наступления этой фазы может отклоняться на 11 дней. Как правило, озимая пшеница цветет через 8 дней после колошения. Восковая спелость зерна отмечается во второй половине июля, а через 12 дней – его полная спелость. Средний срок уборки озимой пшеницы приходится на последние дни июля, однако в сухие жаркие годы ее начинают убирать в конце первой декады июля, а в годы с дождливым летом – в конце второй декады августа.

Урожайность зерна пшеницы варьировалась от 1,64 (1981 г.) до 4,83 т/га (1992 г.). Многомерный статистический анализ данных показал, что значительные колебания продуктивности пшеницы при ежегодном использовании практически одинаковой агротехники в основном связаны с режимом увлажнения периода вегетации и условиями перезимовки растений.

В связи с тем, что РМ расположена в зоне неустойчивого увлажнения [5] и обеспеченность посевов влагой имеет решающее значение в созда- нии уровня продуктивности культуры, нами была оценена роль осадков периода вегетации в формировании урожайности озимой пшеницы Мироновская 808. Оказалось, что суммарное количество осадков весенне-летнего периода вегетации недостаточно четко определяло уровень урожайности зерна из-за крайне неравномерного их выпадения. В то же время наиболее тесная зависимость сбора зерна пшеницы установлена от майских осадков, и это неслучайно. В данный период формируется колос (IV–VII этапы органогенеза по Ф. М. Куперман), развивается наибольшая вегетативная масса растений, происходит интенсивный рост озимой пшеницы, усиленное развитие ее корневой системы и активное использование имеющихся в почве влаги и элементов минерального питания [6].

Уравнение регрессии, устанавливающее связь между урожайностью озимой пшеницы (У, т/га) и суммой осадков за май (О _V , мм), имеет следующий вид:

У = 2,346 + 0,0475 О – 0,00045 (1)

ОV2; R = 0,65;V n = 40, где R – индекс коэффициента корреляции; n – число лет наблюдений.

В соответствии c уравнением (1), наибольшая урожайность озимой пшеницы формируется при сумме осадков за май 50–60 мм при климатической норме за май 44 мм (табл. 2).

Т а б л и ц а 2

T a b l e 2

Урожайность озимой пшеницы Мироновская 808 в зависимости от выпадения суммы осадков в мае

Yields of winter wheat Mironovskaya-808 depending on precipitation amount in May

Показатель	Сумма осадков за май, мм
	10	20	30	40	50	60	70	80
Урожайность, т/га	2,78	3,12	3,37	3,53	3,60	3,58	3,47	3,27

Как показатель увлажненности территории значительное распространение в России и за рубежом получил гидротермический коэффициент Г. Т. Селянинова [9]. Нами была оценена связь ГТК за период вегетации озимой пшеницы Мироновская 808 с ее урожайностью (У, т/га), которая выражается следующим уравнением регрессии:

У = 0,552 + 3,77 ГТК – 1,25 ГТК ² ;

R = 0,59; n = 40.       (2)

В соответствии с уравнением (2), наибольшая урожайность озимой пшеницы Мироновская 808 получена при ГТК = 1,4–1,6, что соответствует годам с повышенной влажностью климата (табл. 3). В сухие и сильно увлажненные годы урожайность зерна озимой пшеницы существенно снижается.

Т а б л и ц а 3

T a b l e 3

Урожайность озимой пшеницы Мироновская 808 в зависимости от выпадения суммы осадков в мае

Yields of winter wheat Mironovskaya-808 depending on HC during growing season

Показатель	ГТК
	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
Урожайность, т/га	2,36	2,77	3,07	3,28	3,38	3,38	3,29	3,09

Известно, что урожайность озимой пшеницы в значительной степени зависит также от условий перезимовки. Сезонное промерзание почвы, вызванное отрицательным тепловым балансом в ней зимой, является одним из основных факторов, определяющих перезимовку озимой пшеницы [7; 10].

Зависимость урожайности озимой пшеницы (У, т/га) от максимальной глубины промерзания почвы (П, см) выражается следующим уравнением регрессии:

У = 3,521 + 0,01259 П – 0,00017 П ² ;

R = 0,53; n = 40.

В соответствии с уравнением (3), при увеличении глубины промерзания почвы (> 50 см) урожайность озимой пшеницы снижается (табл. 4).

Зависимость урожайности зерна озимой пшеницы (У, т/га) от высоты снежного покрова (В, см) имеет следующий вид:

У = 0,2246 В – 0,002432 В ² – 0,947; R = 0,61; n = 40.         (4)

Т а б л и ц а 4

T a b l e 4

Урожайность озимой пшеницы Мироновская 808 в зависимости от глубины промерзания почвы

Yields of winter wheat Mironovskaya-808 depending on depth of soil freezing

Показатель	Глубина промерзания почвы, см
	25	50	75	100	125	150
Урожайность, т/га	2,73	3,73	3,51	3,08	2,44	1,58

При увеличении высоты снежного покрова до 46 см (табл. 5) урожайность озимой пшеницы повышается. Однако как при высоком снежном покрове (> 50 см), так и незначительном (< 40 см) происходит снижение урожайности, поскольку длительное залегание на полях мощного снежного покрова приводит к выпреванию растений, а в дальнейшем – к изреженности и гибели части стеблей.

Т а б л и ц а 5

T a b l e 5

Урожайность озимой пшеницы Мироновская 808 в зависимости от высоты снежного покрова

Yield of winter wheat Mironovskaya-808 depending on depth of snow cover

Показатель	Высота снежного покрова, см
	20	30	40	50	60	70
Урожайность, т/га	2,57	3,60	4,14	4,20	3,77	2,86

Таким образом, значительное варьирование урожайности озимой пшеницы в условиях РМ наряду с агротехническими и социально-экономическими причинами связано с колебаниями режима влажности почвы, температуры воздуха и условиями перезимовки. В благоприятные с точки зрения влаго-обеспечения и перезимовки годы урожайность зерна озимой пшеницы при ее возделывании по чистому пару бывает высокой и в сочетании с передовой агротехникой даже без внесения удобрений достигает 4,0–4,5 т/га и более.

Основными метеорологическими факторами перезимовки озимой пшеницы являются промерзание почвы и высота снежного покрова. При промерзании почвы > 50 см урожайность озимой пшеницы снижается, посколь- ку оно, как и высота снежного покро- ва, оказывает непосредственное влияние на температуру почвы на глубине узла кущения.

Высота снежного покрова 40–50 см позволяет получать хороший урожай озимой пшеницы, однако при ее дальнейшем увеличении происходит снижение урожайности, поскольку длительное залегание мощного снежного покрова ведет к выпреванию растений.

Урожайность озимой пшеницы в основном определяется осадками,

MORDOVIA UNIVERSITY BULLETIN выпавшими в мае. При этом наиболь- шая продуктивность отмечается при сумме осадков 50–60 мм. При увеличении количества осадков (> 60 мм) или их уменьшении (< 50 мм) урожайность озимой пшеницы снижается. Зависимость зерновой продуктивности озимой пшеницы от ГТК периода вегетации также значительна. При ГТК = 1,4–1,6 формируется наибольшая ее урожайность, что соответствует годам с достаточным увлажнением (климатическая норма 1,1).