Влияние сроков посева на морфофизиологические признаки яровой пшеницы скороспелого сорта Фора

Сравнивая продолжительность межфазных периодов на фоне Р60 и N120 Р60 видно, что высокая доза азота растягивает межфазный период, особенно на ранних этапах органогенеза до фазы колошения.

Рассматривая продолжительность вегетационного периода видно, что ранние посевы характеризуются более длинным вегетационным периодом в сравнении с более поздними посевами за счёт удлинения межфазных периодов от посева до трубкование - колошение. Продолжительность периода колошение - созревание мало отличается друг от друга в зависимости от сроков посева.

Можно сказать, что длительность всей вегетации во многом определяется продолжительностью периода всходы - трубкование. Удлинение или укорачивание его сокращает или растягивает весь вегетационный период.

Развитие яровой пшеницы сорта Фора показана в таблице 1.

Таблица 1

Продолжительность межфазных периодов яровой пшеницы сорта Фора в зависимости от сроков посева и агрофонов в 2001 году

Нарастание биомассы у яровой пшеницы, главным образом, связано с содержанием элементов питания в почве и сроками посева. В проведённых опытах использовалось два агрофона Р60 и N120 Р60, это было сделано, для того чтобы была чётко выражена зависимость морфофизиологических показателей яровой пшеницей ранних сроков посева от возможного недостатка весеннего азота в почве.

Рассмотрев данные по нарастанию биомассы за 2001год (таблица 3, таблица 2), можно сказать, что на агрофоне N120 Р60 в сроки посева 28.04; 6.05; 15.05; 26.05, до фазы колошения идёт более активный рост фитомассы, чем на агрофоне Р60 . Это объясняется тем, что азотные удобрения сильно повышают рост надземной части растения. Пшеница начинает поглощать азот с первых дней после прорастания. Максимальное поступление азота отмечается в период от фазы кущения до колошения, когда за 25 - 30 дней пшеница накапливает 50 - 60% элемента, а всего к этой фазе накопление азота составляет 70 - 80%, тогда как сухой массы создаётся к этому времени лишь 50 - 60% (В.А. Кумаков).

Интенсивное поглощение азота в первой половине вегетации связанно так же с ростом листьев и корней. Так, в молодых, только что закончивших рост листьях количество азота достигает 6 - 7% (Гармашев В.Н.).

Однако к фазе колошения нарастание биомассы на агрофонах Р60 и N120 Р60 значительно не отличается. Значит, можно сделать вывод, что яровая пшеница на агрофоне Р 60 во второй период вегетации догоняет, по нарастанию биомассы, пшеницу находящуюся на агрофоне N120 Р60.

При позднем сроке посева 5.06 в первый период вегетации, до кущения, значительного расхождения данных по биомассе на разных агрофонах не наблюдается. Это происходит за счёт того, что в поздние сроки посева в пахотном слое почвы не достаточно влаги и в растении в связи с этим плохо поступает азотный элемент питания. А в связи с тем, что в опыте высокая доза азотных удобрений и в фазу кущения на этом сроке не хватка почвенной влаги, то заметно не большое уменьшение нарастания биомассы на агрофоне Р60 по сравнению с агрофоном N120 Р60.

При низкой влажности эффективность удобрений снижается. По этому в фазу кущения при слабой корневой системе, расположенной в слое внесения удобрений, удобрения действуют угнетающе. В связи с этим при позднем сроке посева 5. 06 нарастание биомассы на агрофоне N120 Р60 в фазу кущения ниже, чем на агрофоне Р60. На таблице 3 так же видно, что в последующие межфазные периоды при позднем сроке посева нарастание биомассы всё более снижается особенно на агрофоне без азота.

Динамика нарастания биомассы яровой пшеницы сорта Фора в зависимости от сроков посева в 2001 году

4.3 Структура урожая яровой пшеницы сорта Фора

Структура урожая является важнейшим показателем при морфо - биологической диагностики. Величина урожая яровой пшеницы определяется количеством продуктивных стеблей на единицу площади, озернённостью колоса и массой 1000 зёрен.

При формировании колоса и его частей важное значение играют условия внешней среды: обеспечение влагой и питательными веществами, температурные условия, режим освещения и т.д. Среди этих факторов на первое место выдвигается влага, которой много потребляется яровой пшеницей на протяжении всей вегетации и особенно в фазы кущения и колошения. В фазу выхода в трубку начинается дифференциация колосков на цветки, от чего зависит озерненность колоса. В засушливые годы количество зёрен в колосе уменьшается, это говорит о том, что количество зёрен в колосе определяется погодными условиями. При не достаточной влажности, высокой температуре и низкой относительной влажности воздуха в период дифференциации колосков на цветки приводит к тому, что развиваются из них только два нижних крайних, остальные засыхают.

Число зёрен в колосе является основным показателем структуры урожая, поэтому озёрнённостью колоса и урожаем зерна отмечается прямая корреляционная связь.

Полученные данные по структурному анализу яровой пшеницы сорта Фора за 2001 год говорят о следующем (Приложение1). На агрофоне N120 Р60 первые сроки отличаются большей продуктивности, что так же подтверждаемся данными по нарастанию биомассы, урожайностью представленными в таблице 2 и приложении 1.При более высоком уровне азота развития замедляется, что способствует образованию в колосе большего числа колосков. Так же при более высоком уровне азотного питания увеличивается продолжительность развития зачатков, что выражается в более позднем заложении верхушечного колоска, продлении развития колоска и увеличении его длины.

При ранних посевах на начальном этапе рост и развитие растений угнетается в связи с коротким днём. Чем продолжительней этот этап, тем больше продуктов фотосинтеза накапливаются в конусе нарастания и тем больше вероятность образования болеем продуктивного колоса, а как показали наши результаты по фенологическим наблюдениям у первых двух сроков продолжительность межфазных периодов входы - кущение и кущение - трубкование вытянуты.

Масса 1000 зёрен при разных сроках посева варьирует не значительно, что, вероятно объясняется тем, что масса зерновки в большей степени контролируется генетически.

На фоне Р60 просматривается такие же закономерности, но при меньшей урожайности по всем срокам по сравнению с агрофоном N120 Р60.

Аналогичные результаты в 2000 году. Большая высота растений, лучшая продуктивная кустистость, длина и озернённость колоса, а следовательно и более высокий урожай соответствуют также ранним срокам посева .Но так как 2000 год, был более засушлив то , соответственно, урожайность несколько ниже.

Таким образом, урожай определяется комплексом взаимодействующих признаков и факторов, таких как: тепло, свет, влага, воздухи питание в оптимальных количествах и в соответствии с потребностями культурного растения. Все эти факторы оказывают большое влияние на главные признаки получения урожая то есть число колосков на единицу площади их продуктивность, которая складывается из числа колосков м количества зёрен. И эти показатели являются лучшими для ранних сроков посева.

Рассмотрев полученные данные по количеству клейковины в зерне , в наших опытах с яровой пшеницей сорта Фора в 2000 2001годах можно сказать следующие.

В 2001году как на агрофоне Р60,так и на агрофоне N120 Р60 содержание клейковины ниже, чем в 2000 году (таблица 3). При этом наибольшее количество клейковины содержится в пшенице, при позднем сроке посева независимо от увлажнённости в годы исследований. Сведения о том, что посевы яровой пшеницы на Урале даже во влажные годы резко снижают урожайность зерна и повышают содержание клейковины, имеются в работе И. И. Гридасова . Рассматривая влияние внесённых удобрений на содержание клейковины можно сказать, что наибольшее её количество накапливается на агрофоне N120 Р60 в 2001год. Это объясняется тем, что этот год был более увлажнен, чем предыдущий и в фазу начала колошения в почве было ещё достаточно влаги для более интенсивного взаимодействия с азотными удобрениями, что и сказалось на повышении содержания белка в зерне. В 2000 году содержание клейковины было ниже, чем в 2001 году на агрофоне N120 Р60, это происходило из - за недостатка почвенной влаги.

То есть мы видим, что, несмотря на различные сроки посева, внесение удобрений, которые так же важны, особенным фактором, определяющим накопление клейковины в пшенице сорта Фора всё - таки является количество влаги содержащийся в почве на момент формирования зерна.

Таблица 3

Качество зерна яровой пшеницы сорта Фора в зависимости от сроков посева в 2000 году

Таблица 4

Качество зерна яровой пшеницы сорта Фора в зависимости от сроков посева в 2001 году

4.5 Азотный режим почвы

Азот один из основных элементов, необходимых для растений. Он входит во все простые и сложные белки, которые являются главной составной частью растительных клеток (А.М. Лыков, 1985).

Валовое количество азота в почвах составляет 0,1 - 0,5%. Азот в почве представлен главным образом органическими соединениями, 95 - 99% из которых растения не могут усваивать непосредственно. Однако в течение теплого времени года часть гумуса (1-5% его содержания) разлагается микроорганизмами и азот высвобождается в доступной для растений форме. Растения способны усваивать из почвы только азот минеральных солей, обеспеченность последними зависит от скорости разложения органического вещества почвы, которая, в свою очередь, определяется свойствами почвы, условиями внешней среды (П.М. Смирнов, 1975).

При хорошей аэрации почв, то есть хорошем физическом состоянии, образующийся в почве в процессе минерализации азот аммония быстро окисляется до нитратов, поэтому преобладающей минеральной формой азота в почвах является азот нитратов (Б.А. Ягодин, 2002).

Интенсивность минерализации органического вещества в разных почвах неодинакова. Черноземы богаты органическим веществом, имеют мощный перегнойный горизонт и благоприятные условия для нитрификации (большое количество нитрифицирующих микроорганизмов, благоприятная температура, нейтральная и близкая к ней реакция почвы). Поэтому черноземы накапливают достаточно большое количество нитратов.

Ранней весной нитрификация развивается медленно, так как в это время микробиологическая деятельность ослаблена вследствие низкой температуры почвы и анаэробных условий, вызванных насыщенностью водой почвы после ее оттаивания. По мере прогревания почвы количество нитратов возрастает и достигает максимума летом, а к осени снова убывает.

На скорость окисления аммиака до нитратов влияют также удобрения. Минеральные удобрения повышают интенсивность биологических процессов в почве, так как являются источниками питания микроорганизмов (П.М. Смирнов, 1975).

Условия азотного питания оказывают большое влияние на рост и развитие растений. При недостатке азота рост их резко ухудшается. При нормальном азотном питании растений повышается синтез белковых веществ, ускоряется рост и несколько замедляется старение листьев. Растения образуют мощные стебли и листья, хорошо растут и кустятся, улучшается формирование репродуктивных органов, что повышает урожайность (В.В. Церлинг, 1990).

Диагностика азотного питания по содержанию нитратного азота в почве требует ежегодного осеннего или весеннего агрохимического обследования почв. Так как эффективность азотных удобрений непосредственно связана с содержанием минерального азота в почве в слое 0-40 см в весенней период и, как правило, проявляется при содержании нитратного азота менее 15 мг/кг почвы (В.П. Ковриго, 2000).

Данные результатов исследования динамики нитратного азота в опыте представлены в таблице 5.

Динамика нитратного азота в почве под яровой пшеницей Фора при разных сроках посева в среднем за 2 года

Содержание нитратного азота перед посевом в первый срок меньше чем в последующие. Но при этом, по данным Гамзикова, этого количества достаточно для нормального роста и развития растений.

Приведенные данные показывают закономерное нитратного азота от посева до кущения пшеницы, затем количество его постепенно уменьшается к периоду наступления восковой спелости. К фазе колошения содержание нитратного азота при всех сроках посева выравнивается. Это объясняется тем, что накопление нитратов в почве, занятой растениями, особенно злаками, почти не происходит из-за слабого развития процессов нитрификации и поглощения нитратного азота корнями растений (П.М. Смирнов, 1975). Чтобы повысить содержание нитратного азота в почве во все периоды роста и развития пшеницы, необходимо внесение азотных удобрений.

Таким образом, нитратный азот не лимитирует урожайность ранних сроков посева яровой пшеницы сорта Фора.

.4.6 Динамика влажности и запасов влаги в чернозёме под яровой пшеницей сорта Фора

Вода является одним из не заменимых факторов, определяющих жизнедеятельность организмов, растений. Нормальное развитие растений и микроорганизмов невозможно без достаточного количества влаги. Для создания одного грамма сухого вещества растения расходуют от 200 до 1000 граммов воды. С водой в растения поступают питательные вещества, почвенная влага оказывает прямое и косвенное влияние на развитие растений (М.Н. Гуренев,1988).

Вода, как терморегулирующий фактор, определяет расход тепла из почвы и растений вследствие испарения и транспирации.

Количество влаги в почве очень динамично и определяется как её поступлением с осадками, так и свойствами удержания, сохранения и передвижения самой почвой. Влага в почве постоянно движутся - расходуется растениями, испаряется в воздух, передвигается в глубокие горизонты. Временами наблюдается аккумуляция влаги в почве в результате конденсации паров воды, восходящих токов из глубоких горизонтов, и других статей водного баланса (Кауричев, 1989г.).

Способность почвы поднимать влагу из нижних слоёв в корнеобитаемый, имеет огромное имеет огромное значение. Тяжёлые почвы имеют хорошую водоподъёмную способность. Корни злаков растений развиваются до 1,5 -2,0 м. Однако, основная масса корней у яровой пшеницы находится в слое 0 - 50 см. В агрономической практике важно учитывать общий и полезный запас воды в почве, так как только полезный запас влаги идёт на формирование урожая. Количество полезной воды в почве определяется как разность между общим и труднодоступным запасом влаги.

Установление сроков посева культур, в том числе и яровой пшеницы, тесным образом связано с совмещением наибольшей потребности культуры во влаге с календарными сроками выпадения осадков определённой территории.

Определение запасов влаги в черноземе выщелоченном тяжёлосуглинистом в опыте с различными сроками посева скороспелого сорта яровой пшеницы Фора показали. Растение нормально развивается только при постоянном и достаточном количестве влаги в почве. Недостаток, как и избыток влаги в почве ограничивает продуктивность растений. В этом случае не эффективными становятся различные агроприёмы, направленные на получение урожаев сельскохозяйственных культур. Водообеспеченность определяется не только количеством поступающей воды в почву, но и её растению по мере потребления. По этому в одинаковых климатических условиях, на полях, одинаково обработанных и имеющих ровною поверхность, содержание влаги в почве может быть различно. При равной влажности почвы могут содержать разное количество доступной воды, что зависит от гранулометрического состава почв, структурного состояния, содержание гумуса и других показателей (Роде, 1965г., 1969г.).

От содержания воды в почве зависит интенсивность протекающих в ней биологических, химических и физико-химических процессов, передвижение веществ в почве, различные режимы, то есть важнейшие показатели почвенного плодородия (Качинский Н.А., 1970г.).

Наличие влаги в почве является лимитирующим урожайность сельскохозяйственным культурным фактором. Запасы воды в почве, учитываемые на протяжении всего вегетационного периода, позволяют судить о влагообеспеченности сельскохозяйственных растений.

Данные запасов общей и продуктивной влаги в почве при возделывании яровой пшеницы сорта Омская в разные сроки посева в 2000 и 2001 годах представлены в таблицах 8 ;9;10;11 соответственно.

Исследование динамики запасов влаги в критические периоды по влаге развития яровой пшеницы показали, что влагообеспеченность растений на чернозёмах выщелоченных достаточно высокая при всех сроках посева. При позднем посеве яровой пшеницы пятого июня верхний 0 -20 слой почвы часто имеет неудовлетворительный запас продуктивной влаги в критические по влаги периоды роста и развития растений. Особенно неблагоприятно это снижение запасов влаги сказывается в периоды слабого развития корневой системы.

При слагающихся погодных условиях 2001 году общий и продуктивный запас влаги на агрофонах Р60 и на N120 Р60 при разных сроках посева различались как в 0 -100 см, 0 -50см, так и особенно, 0 - 20 см слоях (табл. 6). Однако во всех вариантах продуктивный запас влаги был достаточно высоким в слоях 0 - 50см и 0 -20см. При посеве запасы влаги были хорошие и удовлетворительные в слое 0 -20см. Характерно, что во время посева 5.06 влажность почвы составляла около 30 % в поверхностных слоях, и запас продуктивной влаги в слое 0 20 см при этом составил 44 мм. Однако при жаркой погоде верхний слой почвы быстро иссушался, что отразилось на урожайности яровой пшеницы (табл. 7).

Во время кущения только на варианте со сроком посева 15. 05 продуктивный запас влаги в слое 0 -20 см оставался больше 40 мм, а на остальных вариантах снижался до 34 - 36 мм и даже до 23 -20 мм, оставаясь удовлетворительным и близким к неудовлетворительному.

Наибольшей потребностью во влаге характеризуется период кущение - трубкование (Г.В. Коренев, 1983). В этот период только при раннем сроке посева 28.04 запас продуктивной влаги колебался от 33 до 18 мм. В слое 0 -50 см, где сосредоточена основная масса корней это фазы развития яровой пшеницы в этот период запас продуктивной влаги высокий (таблицы 6-9).

Во время колошения верхний 0 -20 см слой почвы имел невысокий запас продуктивной влага во всех вариантах, несмотря на частые осадки. При этом слой почвы 0 - 50 см и 0 - 100 см оставались хорошо обеспеченными влагой. Таким образом, даже в относительно засушливый 2000 год запасы продуктивной влаги в почве являются достаточными для получения высокого урожая зерна.

Чтобы выяснить причину резкого снижения урожайности при позднем сроке посева яровой пшеницы, рассмотрим динамику влажности в корнеобитаемом слое. На рост и развитие растений яровой пшеницы влияет влажность почвы в различных точках корнеобитаемого и нижерасположенного резервного слоя. В засушливый период верхний 10 -15 см слой может сильно иссушатся. Особенно это неблагоприятно сказывается на растениях в период посева - кущения, когда влага необходима для первых этапов органогенеза и когда ещё слабая корневая система не может использовать влагу более важных нижерасположенных слоёв. Развивая корневую систему в поисках скоплений влаги, культурные растения затрачивают значительную энергию (А.М. Лыков, 1985).

На агрофонах Р60 и N120 Р60 влажность почвы наиболее динамична в слое 0 -50 см. Это связано с часто выпадающими осадками года исследований (2001г.) и постепенным перераспределением влаги по профилю почвы. Гранулометрический состав чернозёма выщелоченного не однороден по профилю почвы. Содержание коллоидных и илистых частиц высокое. Водно-воздушные свойства благоприятны. В почвах тяжёлого гранулометрического состава влага передвигается по тонким капиллярам под влиянием сил гравитации и менисковых сил медленно (В.П. Ковриго и др., 2000). Поэтому влажность в почве долго не достигает равновесия даже при десукции. Частые выпадающие осадки вновь нарушают равновесие. Поэтому во всех вариантах опыта даже в слое 50-100 см влажность динамична.

На всех изученных вариантах по срокам посева в 2001 году на агрофоне Р60 влажность почвы даже в верхнем наиболее подвижном физическому испарению слое редко снижалась ниже 70% НВ, то есть влажность почвы была выше влажности разрыва капиллярных связей (ВРК). При ВРК подвижность влаги резко падает, и растения угнетаются. Лишь при сроке посева 15.05 и 05.06 в критические по влаге периоды в верхнем 0-20 см слое почвы влажность снижалась ниже ВРК и составляла 20-22%.

Низкая влажность почвы в фазу кущения обеспечивает наименьшее нарастание биомассы (таблица 3).

На агрофоне N120P60 закономерности распределения влаги в профиле аналогичны агрофону Р60. Однако в верхнем, наиболее подверженном физическому испарению 0-20 см слое в фазы трубкования и колошения влажность выше на 0,5-3,5%, чем на агрофоне Р60. Причем, чем раньше посев, тем меньше иссушение поверхностного слоя почвы в эти фазы. Вероятно, это связано с большей биомассой на вариантах с азотными удобрениями. Эти растения создают лучший микроклимат и физические испарения снижаются.

Достаточно часто влажность в слое 0-50 см находилась на уровне наименьшей или полевой влагоемкости.

На агрофоне Р60 и N120P60 особо выделяется срок посева 05.06 по влажности почвы в период посев - всходы. При посеве влажность в активном слое составляла около 30%. Но в июне поверхностный слой почвы быстро иссушается и условия для всходов ухудшаются, что нашло отражение в уровне урожайности.

Таким образом, в критические по фазам периоды запасы влаги в почве практически не лимитировали рост и развитие яровой пшеницы при всех сроках посева, кроме позднего - 05.06. Кратковременное иссушение почвы происходило лишь в слое 0-20 см. Это иссушение оказало наибольшее влияние на урожайность при позднем сроке сева.

Таблица 6

Динамика запасов общей и продуктивной влаги в почве под яровой пшеницей сорта Фора в зависимости от сроков посева на агрофоне N120 Р60 в 2000 году