Сравнение данных аэрофотосъемки озимых культур осенью и весной после зимовки это

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

В Украине в текущем сезоне посевы озимых, посеянные под урожай 2016 года, были осуществлены в поздние сроки. Как избежать разочарования от весенних всходов? Ведь чем позже пшеница возобновляет весеннюю вегетацию, тем выше вероятность её пересева. И чем слабее посевы, тем меньше у них шансов. При раннем возобновлении весенней вегетации ослабленные и неразвитые посевы озимой пшеницы могут восстановиться и обеспечить высокую продуктивность.

О проблемах, которые возникают при перерастании всходов пшеницы, писать не целесообразно. Потому что переросшие посевы встречаются гораздо реже, чем неразвитые. По данным АПК -информ, в среднестатистическом году примерно половина посевов озимой пшеницы в Украине находится в хорошем состоянии и чуть более четверти — в удовлетворительном. Слабые посевы, в том числе в фазе всходов, составляют примерно 13% (от 4 до 22% по годам), а на 10-12 % площадей пшеница вообще не успевает взойти. Причем это далеко не предельная цифра. При особо неблагоприятных условиях (1975,1982 годы) всходы отсутствовали на половине засеянных площадей лесостепной зоны и на 50-70% —степных областей Украины. Да и в относительно недалеких 1999 и 2005 годах значительная часть посевов озимой пшеницы даже не успела проклюнуться.

В чем причина поздних всходов?

Во-первых, опоздание с посевом из-за технических или технологических причин. Не секрет, что в южных и юго-восточных областях Украины предшественником озимых на 30-40% площадей является подсолнечник. Уборка подсолнечника иногда затягивается до конца сентября — середины октября, что не позволяет своевременно провести подготовку почвы. Хозяйства, работающие по “no-till” технологии, могут непосредственно после уборки подсолнечника провести посев зерновых. Но если предполагается проведение предпосевной обработки почвы, то сроки посева автоматически отодвигаются примерно на две недели.

Таблица 1.Качественная оценка агрометеорологических условий в период посев — всходы озимой пшеницы

И это все при наличии в почве достаточного количества влаги. А при поздних сроках посева часто возникает ситуация, когда семена попадают в сухую почву. Вероятность выпадения оптимального количества осадков в сентябре-октябре составляет не более 12%. Поэтому озимая пшеница поздних сроков сева страдает не только от недостатка тепла, но и от нехватки влаги.

Но срок посева (точнее — время появления всходов) зависит не только от расторопности хлебороба. Существует фактор, который можно боле-менее прогнозировать, но не удается контролировать. Это запасы продуктивной влаги (и влажность верхнего слоя почвы) в оптимальные для посева календарные сроки. Август и сентябрь 2015 года были скупыми на осадки. Настолько скупыми, что с 1962 года — это второй случай настолько продолжительной осенней засухи. Даже в экстремально сухие 1999 и 2005 годы, как утверждают агрометеорологи, осень была более благоприятной для посева. В этом году в западных областях почва оставалась сухой до конца сентября, в центральных и северных — до начала октября, а в восточных — до конца ноября.

ПЛАВНЫЙ УХОД В ЗИМУ

В качестве наглядной иллюстрации можно привести фото, сделанное на трех полях хозяйства, расположенного в Новоодесском районе Николаевской области в первой декаде декабря 2015 года. Причем фото 1,2 и фото 3,4 сделаны на смежных полях, засеянных с интервалом в полтора месяца. Из-за недостатка влаги в почве посев озимой пшеницы пришлось проводить в два срока. Причем оба этих срока не совпадали с рекомендованной датой посева.

Таким образом, при поздних сроках сева всходы пшеницы вошли в зимовку слаборазвитыми. Большая часть из них сформировала слабенький узел кущения, но вторичной корневой системы не развила. Многие семена, которые долго лежали в сухой почве, успели только сформировать проростки длиной 3-5 см, которые не вышли на поверхность почвы. Впрочем, по мнению многих ученых и агрономов-практиков, проростки озимой пшеницы в этой стадии имеют достаточно высокие шансы на то, чтобы пройти яровизацию и дать всходы весной.

Растения пшеницы в фазе 2-3 листьев, с неразвитым (отсутствующим) узлом кущения и недостаточно мощной корневой системой считаются недостаточно подготовленными к уходу в зиму. Отсутствие нормально сформированного узла кущения значительно осложняет весеннюю регенерацию органов. В условиях весенней засухи отсутствие узла кущения, способного быстро сформировать дополнительную корневую систему, а также отсутствие развитых с осени вторичных корней затрудняют весеннее отрастание растений неразвитых посевов.

При интерпретации данных этих опытов необходимо учитывать особенности резко континентального климата Сибири в осенний период. Начало вегетации приходится на время с оптимальными температурами и высокой интенсивностью солнечного света. Наличие достаточного количества влаги в почве не лимитирует рост и развитие растений. Резкие перепады дневных и ночных температур позволяют растениям пройти закалку, адаптироваться к холоду и успешно перезимовать. Тем не менее, эта информация добавляет оптимизма…

Декабрь 2015 года оказался аномально теплым, поэтому посевы продолжили развитие.

Даже засеянные с помощью МВУ (разбрасывателя минеральных удобрений) в конце ноября поля в Херсонской области успели сформировать 2-3 листочка (фото 5,6). И это тоже добавляет оптимизма!

ПРОГНОЗЫ И ОЖИДАНИЯ

Всходы, которые появились в конце ноября на Юге Украины, накопили тепла значительно меньше — от 63°С до 90°С. Даже при аномально высокой температуре воздуха в декабре не удалось компенсировать недостаток тепла и упущенное время для роста и развития. К тому же, стоит учитывать еще два фактора: низкую температуру почвы (затрудняет усвоение растением фосфора) и короткий световой день (уменьшающий продуктивность фотосинтеза).

Вторая фаза закалки происходит при понижении температуры воздуха до 0 -5°С, причем не требует интенсивного освещения. В эту фазу концентрация клеточного сока в узлах кущения и влагалищах листьев продолжает повышаться. Идет процесс обезвоживания клеток, отток воды из цитоплазмы в межклеточные пространства и превращение в клетках нерастворимых в воде органических веществ в растворимые. К началу зимы содержание воды в тканях составляет около 65% и не зависит от возраста растений. Посевы озимой пшеницы после закалки способны переносить морозы до -18…-20°С в зоне узла кущения.

На Юге Украины в конце декабря озимые завершили первую фазу закалки, что позволяет надеяться на сохранение посевов в течение зимовки. К тому же, наличие 36-48 мм продуктивной влаги в пахотном слое и от 130 до 165 мм в метровом слое почвы дает надежду на успешную вегетацию озимой пшеницы весной.

После возобновления весенней вегетации недостаточно развитым растениям озимой пшеницы придется наверстывать упущенное. Не раскустившиеся (а иногда и не взошедшие) осенью растения вынуждены в кратчайшие сроки формировать первичную и вторичную корневую систему, а также максимально возможное в сложившихся обстоятельствах количество продуктивных стеблей.

Можно ли уменьшить пагубные последствия осени 2015 года? Если оперативно обеспечить посевы необходимыми для роста и развития элементами питания, то вполне возможно. Необходимо своевременно обеспечить не только азотное питание растений, но и поступление азота и фосфора в оптимальной пропорции. Сделать это не очень просто.

Во-первых, потому что на значительной части полей при посеве не вносились фосфорные удобрения. Поэтому рассчитывать на интенсивное усвоение фосфора из почвы не приходится.

АЗОТ И ФОСФОР. ДЕНЬ ЧУДЕСНЫЙ…

Да и контроль влагообеспеченности возможен далеко не везде и не всегда. На орошаемых полях проблема решается просто: достаточно включить полив. А на неорошаемых влагу можно только экономить. За счет правильно подобранной технологии обработки почвы, например. Или путем отказа от обработки и накопления растительных остатков, как в «no-till” технологиях.

Но во многих случаях подход к питанию растений отличается от научно обоснованного, учитывающего взаимодействие элементов питания между собой и сезонные потребности растения. И вместо половины таблицы Менделеева растениям пшеницы предлагается одно блюдо — азот. В нитратной или амидной форме, в жидком или твердом состоянии.

При определении нормы удобрений (а иногда и целесообразности вообще) для ранневесенней подкормки озимой пшеницы необходимо принимать во внимание ряд факторов. Из них ключевым является время возобновления весенней вегетации.

На сильно развитых посевах при ранних сроках ВВВВ целесообразно перенести подкормки на более поздний срок – к фазе выхода в трубку.

В годы с поздним ВВВВ (после 10 апреля) коротковолновые синие лучи высоких энергий благоприятно влияют на синтез белков, но не способствуют интенсивному вегетативному росту. При выходе из зимнего покоя при высоких температурах, долгом дне и интенсивном солнечном освещении растения не успевают избавиться от накопившихся за зиму токсинов, что неблагоприятно для поврежденных морозом и ослабленных растений. Под их воздействием отрастающие растения слабо кустятся и укореняются. Урожайность обычно низкая, но зерно отличается повышенным содержанием белка и клейковины.

При позднем ВВВВ всю дозу азотных удобрений лучше внести в ранние сроки – по таломерзлой почве или прикорневым способом в фазу кущения. При позднем ВВВВ азотная подкормка обеспечивает прибавку урожая бывает в 2-3 раза выше, чем внесение такого же количества азота в д.в при раннем ВВВВ.

ЧЕГО ЖДАТЬ И ЧТО ДЕЛАТЬ

Существует незамысловатая закономерность: чем позже пшеница возобновляет весеннюю вегетацию, тем выше вероятность её пересева. И чем слабее посевы, тем меньше у них шансов.

Если сделать краткое обобщение изложенного выше материала, то получится следующее:

1.Отсутствие осадков на протяжении длительного (практически рекордного) периода привело к тому, что значительная часть всходов появилась в конце ноября месяца, после выпадения обильных дождей.

3.Благодаря прохождению первого этапа закалки посевы в фазе кущения в состоянии пережить похолодание до -12°С.

4.Тенденция последних лет к повышению температуры воздуха в зимние месяцы дает дополнительные шансы на благополучную зимовку для неразвитых посевов.

5.Достаточный уровень влагообеспеченности позволяет надеяться не только на благополучную зимовку, но и на благоприятные условия для весенней вегетации.

6.Прогноз сохранения посевов и их продуктивности можно будет сделать окончательно только по факту возобновления весенней вегетации.

7.Обязательным условием успешного развития неразвитых и ослабленных посевов является ранние сроки ВВВВ.

9.Использование гуматов и фульватов в баковых смесях с удобрениями для листовых подкормок стимулирует ростовые процессы и повышает эффективность использования удобрений.

10.Сроки и нормы внесения азотных удобрений зависят от состояния посевов и сроков ВВВВ. Ослабленные и неразвитые посевы целесообразно подкармливать азотом при любых сроках ВВВВ. Развитые посевы при ранних сроках ВВВВ имеет смысл подкармливать поздно (в фазе выхода в трубку), а при поздних — как можно раньше, причем полной расчетной дозой.

11.Если время оптимальных сроком ВВВВ ушло, стоит подготовиться к пересеву слабых и изреженных посевов озимых яровыми культурами.

У нас в стране сельское хозяйство — не скучный размеренный бизнес, а ИГРА с большой буквы. Игра с обстоятельствами, которые трудно предугадать и тяжело изменить. И готовых универсальных решений, распланированных заранее заведомо выигрышных стратегий просто нет. Никто не гарантирует, что посеянная осенью пшеница перезимует, отрастет, заколосится и даст приличный урожай, который удастся без потерь собрать и продать по адекватной цене. Не та у нас страна… Но это не повод не сеять пшеницу. Как писал Станислав Ежи Лец:

Состояние озимых культур в Российской Федерации последнее время вызывают беспокойство у сельхозпроизводителей. Если осенью 2013 года сроки озимого сева в центральных регионах сдвинулись из-за дождей, то в 2014 году основные опасения вызвала излишняя сухость почвы. Наступившие октябрьские морозы также не способствовали развитию посевов озимых.

В различных зонах нашей страны нередко наблюдается более или менее сильное изреживание или частичная гибель озимых посевов. Очень важно следить за состоянием озимых культур в течение зимы и в переходный период от зимы к весне. Объективная оценка состояния озимой пшеницы на любом этапе зимовки очень важна как в биологическом аспекте, так и в экономическом.

Учёными В. А. Моисейчик и В. М. Личикаки на большом экспериментальном материале рассчитана минимальная (отрицательная) температура почвы на глубине узла кущения озимой пшеницы по минимальной (отрицательной) температуре воздуха, высоте снежного покрова и глубине промерзании почвы.

Минимальная (отрицательная) температура почвы на глубине залегания узла кущения озимой пшеницы

Минимальная (отрицательная) температура воздуха, град. С	При высоте снегового покрова 0 см	При высоте снегового покрова 5 см	При высоте снегового покрова 10 см	При высоте снегового покрова 15 см	При высоте снегового покрова 20 см
При глубине промерзании почвы 30 см
15	8	6	4	2	2
20	12	10	4	3	2
25	16	13	5	4	3
30	20	16	6	5	4
35	24	19	7	6	4
При глубине промерзании почвы 60 см
15	12	9	5	4	3
20	16	12	6	5	4
25	20	15	7	6	5
30	24	18	8	7	5
35	28	21	8	8	6

Грамотный контроль за состоянием озимых культур в период перезимовки позволит правильно оценить и спрогнозировать сохранность растений и с учётом этого скорректировать комплекс агротехнических мероприятий в весенний период.

В настоящее время известны различные методы оценки состояния озимых культур. Для систематического наблюдения за ходом перезимовки зерновых хлебов в течение зимы в основном применяют метод монолитов, или взятия проб на отращивание. Метод монолитов признан наиболее надежным. Монолиты обычно берут один раз в месяц, начиная с конца декабря, а также после каждого сильного похолодания в 2 - 4 наиболее типичных местах.

Площадку, на которой должен быть взят монолит, очищают от снега и топором вырубают монолит длиной и шириной по 25 см, а глубиной 15 - 20 см, с таким расчетом, чтобы захватить 2 рядка растений. Монолит помещают в ящик и, укрыв его мешковиной, перевозят на 2 - 3 дня в прохладное помещение (12 - 14 0С) для постепенного оттаивания. Затем переносят в более теплое (18 - 20 0С) и светлое помещение на 12 - 14 дней для отращивания. В период отращивания растений поливают водой комнатной температуры, а для ускорения отрастания с водой вносят удобрения.

После этого растения осторожно извлекают из почвы, корни отмывают водой и подсчитывают живые растения, у которых появились молодые листочки или новые (белые) корешки. Определяют густоту растений на 1 м2 или процент перезимовавших растений, который вычисляют по отношению к общему числу растений в монолите.

Для оценки состояния озимых в ранневесенний период, когда культуры уже тронулись в рост и живые растения можно легко отличить от погибших, пользуются глазомерным методом. Перезимовку оценивают по пятибальной шкале (П. П. Вавилов и др.).

Показатель	Балл
Изреженность стеблестоя незаметна	5
Изреженность стеблестоя слабая, количество погибших растений не превышает 25 %	4
Изреженность стеблестоя значительная, погибло около 50 % растений	3
Изреженность стеблестоя большая, количество погибших растений превышает 50 %	2
Изреженность стеблестоя высокая, сохранилось незначительное количество растений	1

Для быстрого определения состояния озимых П. А. Власюк и М. А. Гурилева предложили метод, основанный на окрашивании срезов конуса роста раствором кислого фуксина. Под действием фуксина отмершие части становятся красно-розовыми, а неповрежденный конус нарастания не окрашивается.

Также распространение получил ускоренный метод определения жизнеспособности растений по интенсивности отрастания узла кущения (Донской НИИ сельского хозяйства). Пробы отбираются по диагонали поля через каждые 20 - 100 м по 30 - 50 растений. Суть метода состоит в том, что у взятых растений срезают стебли на расстоянии – 1 - 1,5см от узла кущения, а корни обрезают полностью. Такие растения помещают в сосуд на увлажненную фильтровальную бумагу, вату или марлю, накрывают крышкой и оставляют на 12 - 24ч при температуре – 24 - 26 °С. Хорошо сохранившиеся растения дают прирост стебля до 10 мм, ослабленные – 3 - 5мм. Затем подсчитываю живые, ослабленные и отмершие растения, и определяют густоту растений на 1 м2. К сильноизреженным относят посевы, где на 1м2 насчитывается не более 100 - 120 здоровых растений, к среднеизреженным – 130 - 200 растений, к слабоизреженным посевам относят те, где выпадание растений не превышает 15 - 20 %. Такое определение состояния озимых проводят до наступления весны, чтобы заблаговременно выявить площади изреженных или погибших посевов озимых.

На месте полностью погибших и сильноизреженных посевов весной высевают другие культуры, а среднеизреженные посевы ремонтируют, подсевая яровые зерновые культуры (ячмень, пшеницу).

Современные сорта, средства защиты последнего поколения, минеральное питание, высокопроизводительные сеялки точного высева… Все вместе эти факторы интенсификации не смогли противостоять нежданно сложным условиям перезимовки озимых в Центрально-Черноземном районе России в сезоне 2020/21.

Последние несколько лет почти убедили аграриев, что изменение климата позволяет расширять долю южных интенсивных сортов озимых зерновых, сеять поздно по неблагоприятным предшественникам и снижать норму высева. Текущий сезон подействовал отрезвляюще.

Рис. 1. Состояние озимой пшеницы в ЦЧР на 25 ноября 2020 года, по данным МСХ

Оставив за пределами данного повествование объективность этих цифр, постараемся понять причины слабого развития растений озимых.

Сухая осень

В остальных областях высеянные семена медленно набухали, но как правило оказались не способными прорасти при 12-14% от полной полевой влагоемкости почвы (вместо оптимальных 60-70%). Из-за засухи сезона 2020 года запасы продуктивной влаги в период сева снизились до критических пределов 75-100 мм в метровом слое почвы, то есть были плохими и неудовлетворительными. Каждый из факторов (температура, влажность, кислород) способен ограничивать скорость роста и развитие проростка. При этом метаболические процессы высеянных семян были все же запущены, хотя и заторможены дефицитом влаги.

Рис. 2. Конец ноября 2020 года: низкая энергия роста – следствие позднего прорастания.

Осадки в конце октября должны были вызвать вздох облегчения у аграриев, дождавшихся первых всходов (пусть и не на всех полях). Однако обследование посевов в конце ноября показало, что в ряде случаев 10-20% семян в почве уже потеряли жизнеспособность. Всходы оказались рваными, недружными, а порою и отсутствовали вовсе. Почему?

Мы привыкли, что через 5-7 дней после посева в оптимальные сроки появляется проросток, еще через 6-7 дней разворачивается первый лист. Следующие 7 дней нужны для формирования второго листа, а последующие еще семь дней — для третьего листа и начала кущения. Через 40—50 дней после сева растения озимой пшеницы должны уйти в зиму раскустившимися и закаленными. Образуется мощный узел кущения, а понижение температуры воздуха способствует накоплению сахаров, необходимых для хорошей перезимовки.

Всходы в большинстве случаев появились в конце октября-начале ноября, когда температура почвы понижается с каждым сантиметром вглубь. Поэтому семена, расположенные глубже, позже прорастают. В итоге полевая всхожесть оказалась 60-70% перед уходом в зиму вместо ожидаемой 80%.

Полностью на внешнее питание растение переходит лишь при формировании вторичной корневой системы; к этому моменту запасные питательные вещества эндосперма семени полностью израсходованы. А если питательные вещества были использованы на выживание в условиях недостаточной почвенной влаги осенью?

Из-за дефицита влаги осенью времени для кущения катастрофически не хватало (рис. 5 и 6)

Зима без поблажек

На основании многолетних данных риски гибели посевов озимых в Центральном Черноземье можно условно представить так: вероятность гибели 5% площадей посевов оценивается в 70%; 10-процентной гибели в 30% (раз в три-четыре года); а 20-процентной гибели в 10% (или раз в 10 лет) (рис.7).

Гибель посевов случается из-за состояния посевов и зимостойкости сорта, совокупности нескольких факторов перезимовки, из которых температуры играют определяющую роль

Рис. 7. Вероятность гибели озимой пшеницы в ЦЧР

Рис. 8. Критические температуры на уровне залегания узла кущения в зависимости от сезона, ˚C

Анализ перезимовки растений озимой пшеницы с помощью отбора растений или монолитов в феврале во многих хозяйствах обещал пересев и ремонт на 20-30% площадей, особенно в Воронежской, Тамбовской, Белгородской и Липецкой областях.

Мартовское таяние снега с чередованием весенних заморозков провоцировало выпирание, то есть отрыв корней от побегов. Выпиранию были подвержены прежде всего ослабленные растения от чередования оттепелей и заморозков.

Весна: ледяная корка, заморозки, выпирание

Прохладная погода, притертая ледяная корка, глубокое промерзание почвы способствовали позднему возобновлению вегетации растениями. Задержка ВВВВ в регионе по сравнению со среднемноголетними датами оценивается до двух недель в зависимости от локации. Причем, чем менее развитыми были растения, тем позже у них можно было обнаружить признаки роста. Раскустившиеся растения озимой пшеницы по пару сразу же реагировали на положительные температуры, слаборазвитым не хватало энергии тронуться в рост. Зачастую проростки показались из-под снега зелеными, но из-за потери энергии роста погибали весной при низких положительных температурах.

Весенние заморозки (-4-8 0 С), играя роль десиканта, добивали ослабленные растения с низким содержанием сахаров без вторичной корневой системы. Оптимальные условиями весеннего кущения в апреле (затяжные и пониженные дневные температуры +5…+10 0 С даже при хороших запасах влаги до 140–160 мм в метровом слое почвы мало способствовали улучшению ситуации на полях озимых.

Посевы, размещенные по паровым предшественникам, по гороху, рапсу в текущем сезоне в целом выглядят предпочтительнее, чем по стерневым предшественникам, кукурузе, сое, сахарной свекле.

Что же получается? Если посеяли 5 млн всхожих семян озимой пшеницы на гектар, то взошли 3,5-4 млн шт. Еще 1-2 млн потеряли в период перезимовки и весной. Оставшиеся 2-3 млн растений на гектаре едва ли смогут сформировать дополнительные побеги, способные дать желаемую густоту продуктивного стеблестоя 600-700 шт./кв. м. Растения без развитой вторичной корневой системы и одним побегом кущения способны формировать урожай не более 65% от возможного.

Прогнозы

Малооптимистичная ситуация вместе с неизбежным снижением цен на зерно вследствие введенной экспортной пошлины, а также с повышением цен на основные ресурсы в пределах 20-30%, ведет к падению маржинальности озимых хлебов и зерновых в целом. Неслучайно приоритет при выборе культуры при пересеве изреженной озимой пшеницы все чаще отдается масличным культурам и кукурузе, чем яровым зерновым.

Аграрии вынужденно сократят затраты на производство зерновых, отдавая предпочтение дешевым препаратам СЗР и доступным решениям в 2021 года и последующем сезоне.

Гибель озимых посевов приводит к недобору миллионов тонн зерна, дополнительным затратам средств на утраченное зерно, повторную обработку полей, потерянный посевной материал и протравители, пересев погибших посевов яровыми культурами и тому подобное. Кроме того, при таких условиях нарушаются планы проведения посевной кампании, что приводит к опозданию сева яровых культур и снижению их урожайности; в хлебном балансе уменьшается количество зерна высокого качества, потому пересевают озимые культуры в основном зернофуражными.

Проблема морозостойкости озимых зерновых культур является одной из наиболее важных в экономике сельского хозяйства, решение которой будет способствовать увеличению зернового баланса в стране. Итак, перезимовка озимых хлебов является одной из важнейших агрономических проблем в производстве зерна, которую нужно всегда учитывать и находить средства максимального уменьшения ее вредных последствий.

Как свидетельствуют литературные источники, над вопросом морозостойкости работало большое количество ученых. Изучение вопросов вымерзания растений и приемов повышения зимостойкости начались еще в XVIII в. Одними из первых ученых, кто пытались объяснить причину гибели растений при вымерзании, были Button и Du-Hummel (1737), которые утверждали, что растения погибают от образования льда в сосудах, который при оттаивании становился причиной разрыва и отмирание тканей. Из современных работ отечественных и зарубежных ученых известно, что под влиянием морозов в результате обезвоживания при замерзании воды в растениях нарушается структура протоплазмы, повышается концентрация клеточного сока, нарушается расстояние между макромолекулами, меняется состояние митохондриального аппарата и нарушаются процессы энергообмена, аэробное дыхание меняется анаэробным, накапливаются токсические продукты обмена веществ, под действием которых протоплазма отмирает.

Было установлено, что закалка растений озимых зерновых культур происходит в две фазы:

Вторая фаза – при средней температуре от нуля до минус 5 0С.

В первой фазе благодаря активной вегетации и процессам фотосинтеза, для которых особенно благоприятной является солнечная погода, в узлах кущения накапливаются сахара (углеводы), которые при ночной температуре от нуля до 4 °С практически не расходуются как на рост растений, так и на процессы их дыхания. Вследствие ежедневного увеличения содержания сахаров, который под конец закалки достигает в узлах кущения до 30% и более от общего содержания сухого вещества, растения способны выдерживать понижение температуры на глубине залегания узла кущения до минус 10-12 0С.

Продолжительность прохождения первой и второй фаз закалки составляет в среднем 20-25 суток. Однако даже хорошо закаленные растения (при своевременном посеве отборных семян в хорошо подготовленную почву, внесении необходимых удобрений) не обеспечивают полной гарантии от вымерзания при переходе температуры через порог критической, упомянутой выше.

Установлено, что степень закалки растений также зависит от освещения растений, его интенсивности и качества в период осенней вегетации. Так, солнечная погода способствует лучшей закалке, чем облачная. Сейчас известно, что пшеница озимая может приобретать высокую морозостойкость как при круглосуточном, так и коротком дне, но при разной продолжительности действия температур закалки (близких к 0 0С). В первом случае требуется недельный, во втором – трехнедельный срок.

Итак, вторая фаза закаливания у озимых зерновых культур происходит при незначительных отрицательных температурах от минус 3 0С до минус 5 0С. Но повышение морозостойкости происходит только тогда, когда растения перед этим прошли закалку при температуре несколько выше 0 0С. Вторая фаза закаливания является обратным процессом: в случае оттепели устойчивость к вымерзания, приобретенная при закалке, ослабляется, а при последующем понижении температуры – повышается; то есть в полевых условиях вторая фаза закаливания может проходить на протяжении длительного периода.

Для успешного закаливания растений, как в полевых, так и искусственных условиях необходимо постепенное снижение температуры. Это связано с тем, что основные защитные процессы, которые развиваются в растении под влиянием отрицательных температур наиболее интенсивно протекает при незначительных морозах – около 3-6 0С, с последующим постепенным их усилением.

Исследованиями установлено, что в условиях Украины прохождения первой фазы закаливания приходится на вторую половину октября, или на первую половину ноября. Продолжительность первой фазы закалки составляет около 20 суток.

Снижение средней суточной температуры воздуха до 5-6 0С осенью принято за начало периода прохождения первой фазы закаливания растений. Переход температуры воздуха через 0 0С принят за окончание этого периода. Морозостойкость озимой пшеницы до окончания первой фазы закаливания достигает минус 14 0С.

От степени прохождения растениями стадии яровизации в значительной степени зависит зимостойкость озимых зерновых культур. Исследованиями установлено, что важен не сам факт окончания яровизации осенью, а отсутствие активных температур и связанных с ними ростовых процессов после ее завершения. Таким образом, для формирования высокого уровня морозостойкости озимые зерновые культуры должны иметь достаточно длительный период яровизации, поскольку сорта с очень коротким периодом яровизации могут переходить в генеративное состояние в начале зимы и терять способность к закалке. Поэтому необходимо изучать продолжительность периода яровизации как составную часть зимостойкости сортов пшеницы и других озимых зерновых культур.

От функционального состояния растений и интенсивности фотосинтеза зависит накопления органической массы, а затем и устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды, а в конечном итоге – урожайность и качество выращенной продукции. Поэтому все элементы технологии выращивания сельскохозяйственных культур – сорта, сроки сева, нормы высева, предшественники, обработка почвы, система удобрения, меры защиты растений и т.п. направлены на создание оптимальных условий для протекания фотосинтетических процессов в растениях, а значит и являются факторами повышения зимостойкости.

Считается, что наиболее устойчивыми к условиям перезимовки есть растения, которые к концу осенней вегетации образовали три-четыре, даже до пяти побегов кущения. Конус нарастания главного побега перед уходом в зиму должен иметь длину 0,25-0,35 мм и быть на втором этапе органогенеза, поскольку дифференциация конуса роста в осенний период, его вытягивание и переход к III этапу органогенеза резко снижает морозо- и зимостойкость растений.

Одними из самых важных приемов, которые влияют на растения в осенний период, в частности на их способность к закалке и формированию морозостойкости, является выбор сорта и оптимизация срока сева. Это стало особенно важным в последние годы в связи с изменениями, которые происходят в климате и распространением в производстве сортов (преимущественно зарубежных), которые резко реагируют на неблагоприятные условия выращивания.

Успешная зимовка сортов озимых культур зависит от их физиолого-биохимического состава и метаболических процессов. Кроме того, зимостойкость того или иного сорта зависит от содержания в зимующих органах растений не только растворимых сахаров, но и других защитных соединений. Одним из физиолого-биохимических показателей зимостойкости озимых культур является состояние пластидного аппарата и пигментной системы в течение зимовки. У зимостойких сортов пластидный аппарат подвергается преобразованию. Также одним из показателей устойчивости организма к воздействию низких температур является интенсивность дыхательного процесса. У разных сортов она может снижаться при воздействии морозов как при поглощении кислорода, так и при выделении углекислого газа.

Среди озимых зерновых культур наибольшую морозостойкость имеет рожь и тритикале, значительно меньшую – пшеница, а наименьшую – ячмень. Кроме того, как упоминалось ранее, в рамках каждой культуры существует разница по зимостойкости между сортами, которая выражается в баллах и которую обязательно нужно учитывать при планировании выращивания озимых в том или ином регионе.

Разница между сортами в динамике роста, формирования урожая, реакции на отдельные факторы технологии выращивания существенная, поэтому при выборе сорта следует учитывать, какой из элементов комплекса его производительности в конкретных условиях хозяйства является решающим для достижения максимального потенциала, особенно обращать внимание на один из главных факторов получения урожайности – это зимостойкость сорта.

Исследованиями установлено, что в отличие от современных, древние сорта пшеницы озимой имеют больший период яровизации и высшую зимостойкость растений. Так, в период исследований (2007-2010 гг.) период яровизации растений древних сортов составил от 90 до 105 дней, зимостойкость – от 8,0 до 8,5 балла, тогда как период яровизации современных сортов составил от 50 до 95 суток, а зимостойкость – от 1,5 до 7,5 баллов.

На современном этапе развития агрономической науки селекционерами созданы новые высокопродуктивные сорта пшеницы озимой, которые обеспечивают высокие урожаи качественного зерна, но, к сожалению, в борьбе за производительность и качество часто остаются недоработанными такие важные вопросы, как морозо- и зимостойкость, поэтому в стране наблюдаются года, когда в результате неблагоприятных условий зимовки выпадает до 70% посевов.

Считается, что на формирование продуктивности новых сортов озимых зерновых культур в значительной степени влияют сроки сева. Оценка пластичности сортов в зависимости от сроков сева проводится по средней за несколько лет урожайности. Она считается высокой, если сорт имеет самую высокую среднюю урожайность за все сроки сева, а при ранних и поздних сроках урожайность снижается от максимального уровня стандарта не более чем на 10-15%.

Следует учитывать, что при ранних сроках посевы перерастают и более повреждаются личинками гессенской, шведской, пшеничной и других мух, тлей, цикадками, подгрызающими совками, сильнее поражаются корневыми гнилями, бурой листовой ржавчиной, мучнистой росой, вирусными болезнями и сильнее зарастают сорняками.

Сроки сева имеют комплексное воздействие, что в дальнейшем сказывается на процессах прохождения всех фаз органогенеза, их устойчивости к неблагоприятным условиям в зимний период, поражениям болезнями и вредителями как в начале, так и на последующих периодах вегетации.

Многочисленные исследования показывают, что только при севе в оптимальные сроки при условии обеспечения почвы влагой и достаточном температурном режиме воздуха в этот период возможно получение своевременных и качественных всходов, протекание процессов яровизации и закалки растений.

В зависимости от сроков сева и других факторов пшеница и другие озимые зерновые могут иметь два периода кущения – осенний и весенний. Если сроки сева поздние и боковые побеги осенью не образовались, то кущение происходит только весной – в течение 30-40 дней. Коэффициент кущения в данном случае уменьшается.

При оптимизации сроков сева озимой пшеницы следует учитывать, что ее производительность уменьшается как при ранних, так и при поздних сроках сева. В первом случае посевы пшеницы развивают чрезмерную вегетативную массу, растения сильно кустятся, становятся менее устойчивыми к неблагоприятным условиям, снижают зимостойкость и более повреждаются вредителями и болезнями. Растения поздних сроков сева дольше всходят, не успевают осенью раскуститься, развить достаточную корневую систему и надземную массу и накопить достаточное количество пластических веществ, из-за чего снижается зимостойкость и выживаемость растений и стеблей за весенне-летний период. Такие посевы формируют неполноценный урожай или даже погибают.

Лучшим приспособлением к неблагоприятным условиям перезимовки у молодых растений является преобразование сложных соединений в простые, которые имеют более высокие защитные свойства. Поздние сроки сева способствуют некоторому углублению узла кущения и повышают таким образом морозостойкость. При ранних сроках сева глубина залегания узла кущения составляет 1,0-1,5 см, тогда как у растений поздних сроков она возрастает до 3,5-4,0 см.

Итак, благоприятные условия для проведения сева наступают, когда устанавливается среднесуточная температура воздуха 14-16 0С, а осенняя вегетация посевов продолжается 45-55 дней с суммой среднесуточных температур в пределах от 450 0С до 550 0С. Оптимальные сроки сева пшеницы в условиях достаточной влагообеспеченности должны обеспечить образование двух синхронно развитых побегов, в дальнейшем позволяющих сформировать колосоносные стебли.

Впрочем, в результате глобальных и региональных климатических изменений, которые наблюдаем в последние годы, сроки сева озимых зерновых культур периодически смещаются в сторону поздних. Так, анализ температуры воздуха на широте г. Харькова свидетельствует, что по сравнению с периодом 1910-1966 гг., в 1981-2000 гг. она повысилась на 1,1 0С, а за период 2001-2015 гг. – на 2,1 0С. По данным Харьковского Гидрометцентра, на территории области за последние 20 лет по сравнению с периодом 1950-1995 гг. среднесуточная температура выросла в среднем на 0,7-2,5 0С, что свидетельствует о значительном потеплении климата. Наибольшие повышение температуры характерны январю и февралю (на 2,5-3,0 0С), а также летним месяцам – июню, июлю и августу (на 1,5-2,5 0С). Особенно значительным по сравнению со средней многолетней нормой является повышение температуры именно во время подготовки к севу озимых и после нее – в августе-октябре. За последние 10 лет повышение суммы эффективных температур выше +10 0С колебалось от 5,1 0С в июле до 103,7 0С – в августе. В период сева, всходов и осеннего развития озимой пшеницы (сентябрь-октябрь) сумма температур была выше нормы на 22-35 0С. Кроме того, по сравнению со средней многолетней нормой, уменьшилось количество осадков. Значительное их уменьшение отмечается в августе, что затрудняет получение всходов озимых, а также в 2-3-й декадах апреля и 1-й декаде мая. В последние годы в регионе наблюдается более поздний срок прекращения осенней вегетации озимой пшеницы – с 7 ноября (в 2006 г.) до 5 декабря (в 2010 г.), что требует корректировки сроков сева и повышение требований к качеству проведения осеннего комплекса работ.

Таким образом, глобальное потепление за последние 25 лет и связанная с ним повторяемость засух в осенний период приводят к изменению сроков вегетации растений озимой пшеницы и их полноценному кущению, что обусловливает необходимость проведения научных исследований по оптимизации сроков сева с обязательным изучением эффективности интегрированной защиты посевов от вредных организмов, влияния указанного агромероприятия на урожайность и качество зерна новых сортов разной степени интенсивности.

Исследованиями Института растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН Украины и других научно-исследовательских учреждений выявлено более высокий уровень накопления растворимых углеводов в узлах кущения пшеницы мягкой озимой в более ранние сроки. Так, при посеве 10 сентября растения накапливали больше растворимых углеводов, чем при посеве 20, 30 сентября и 10 октября, но в зимний период использование углеводов растениями ранних сроков сева происходило более интенсивно, чем при поздних сроках. Вследствие этого на время возобновления весенней вегетации содержание сахаров в растениях при посеве 10 сентября уменьшалось в сравнении с поздними сроками сева в среднем до 3%.

Таким образом, подавляющее большинство исследователей склонны считать поздние сроки сева более благоприятными для формирования у растений высокой морозостойкости. Однако, если рассматривать вопрос сроков сева с точки зрения лучшей перезимовки растений в производственных условиях, то их устойчивость против комплекса неблагоприятных условий зимовки и более высокую производительность обеспечивают посевы средних сроков сева.

Существенную роль в перезимовки озимых зерновых играют также предшественники. Собственно, оптимизация сроков сева и других технологических факторов должны корректироваться учитывая культуру-предшественник, после которой выращиваются озимые. Так, формирование максимальной зимостойкости растений озимой пшеницы после предшественника черный пар в наших исследованиях происходила при посеве 10 октября, а после предшественника горох – 30 сентября. Поэтому сроки сева следует определять дифференцированно, учитывая конкретные метеорологические, агротехнические условия и биологические свойства сорта.

Следовательно, для обеспечения стабильного производства зерна озимой пшеницы важное значение имеют агроприемы выращивания, которые обеспечивают получение своевременных всходов и их развитие, благоприятные условия перезимовки и формирования урожая в весенне-летний период вегетации. В зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения особенно проблемной является сев озимых после непаровых предшественников, поскольку нет гарантии получения своевременных всходов из-за отсутствия необходимого запаса продуктивной влаги в почве и проведения сева после оптимальных сроков. Опоздание со сроком сева, соединенное с отрицательным влиянием частой осенней засухи ставит кукурузу, подсолнечник, сою и другие культуры в ряд рискованных предшественников озимой пшеницы. Весной посевы озимых после худших предшественников нередко приходится пересевать. Поэтому, перед производителями зерна возникает актуальный вопрос правильного подбора видового и сортового состава озимых зерновых культур после таких предшественников с учетом срока сева и других агротехнических факторов, чтобы свести до минимума потери зерна и его качества.