Влияние температуры и осадков на массу и натуру яровой пшеницы

Текст: Л. Н. Мищенко; М. В. Терёхин; Н. М. Терёхин, НИЛ «Селекция зерновых культур», ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Условия вегетационного периода являются одним из важнейших факторов, под влиянием которого формируется урожай сельскохозяйственных культур, при этом разные сорта могут неодинаково реагировать на внешнее воздействие. Все эти аспекты должны быть учтены при определении основных показателей продуктивности.

Изменение погодных условий во время развития растений, что наблюдается в последние десятилетия вследствие глобальных климатических трансформаций, требует создания новых сортов, приспособленных к этим факторам. По этой причине важно определить, в частности, каким образом они влияют на массу 1000 зерен и натуру и в какие фазы роста подобное воздействие наиболее существенно.

ФАКТОР ПОГОДЫ

Как известно, объемы урожая сельскохозяйственных культур обусловлены действием нескольких значимых факторов — температуры, осадков и влажности. Недостаток или избыток влаги, жара или заморозки в отдельные фазы развития могут по-разному отражаться на важных хозяйственно ценных признаках — массе 1000 зерен, крупности зерна, натурной массе, высоте растений, пораженности болезнями, урожайности, количестве белка и многих других параметрах. При подборе сортов для конкретных климатических условий необходимо учитывать их экологические потребности.

Проявление хозяйственно ценных признаков зависит от погодной ситуации в фенофазы развития растений. Считается, что особенно важным является гидротермический фактор в мае и июне, а также сложившийся температурный режим на начальном и конечном этапах органогенеза. Опубликованы исследования, согласно которым в первые периоды роста зерновые испытывают существенное воздействие температуры воздуха. Жаркая, сухая погода отрицательно влияет как на закладку репродуктивных органов, так и на налив зерна в конце вегетации. Изучение воздействия особенностей климата на растения на определенных стадиях развития позволит создать сорта, максимально приспособленные к местным условиям. В конечном счете это будет содействовать повышению урожайности и стабильности производства зерна.

УЧАСТНИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

С целью определения влияния температуры и количества осадков на натуру и массу 1000 зерен яровой пшеницы специалисты ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный аграрный университет» провели исследования. Полевые опыты закладывались в севообороте научно-исследовательской лаборатории «Селекция зерновых культур» в селе Грибское Амурской области по стандартной схеме методических указаний государственного сортоиспытания на делянках площадью 10 кв. м. Посев осуществлялся сеялкой СКС-6а, уборка — комбайном Sampo 130. Натура зерна измерялась по ГОСТ 10840–64 при помощи стандартной пурки, масса 1000 зерен определялась по ГОСТ 12042–80. Для изучения были взяты три районированных сорта отечественной селекции: Амурская 75 — экстенсивный тип, Амурская 1495 — интенсивный, ДальГАУ 1 — полуинтенсивный.

Первый сорт был выведен на «Амурской областной государственной сельскохозяйственной опытной станции» путем скрещивания сортов Лютесценс 62 и Тетчер. Районирован в субъекте с 1965 года. Имеет зерно средней крупности, масса 1000 зерен колеблется от 27 до 34 г, натура составляет 757–760 г/л. Средняя урожайность по сор­тоучасткам региона находилась в пределах от 1,36 до 2,84 т/га. Пшеница Амурская 1495 была выведена методом индивидуального отбора из сорта Амурская 90. Продуктивность в условиях области составляет до 5,5 т/га. Масса 1000 зерен равняется 36,2 г, натура — 770 г/л. Районирована с 1998 года. Сорт ДальГАУ 1 был получен путем индивидуального отбора из гибридной популяции от скрещивания мягкой пшеницы Приамурская 93 и Мироновская яровая. Зерно имеет красный оттенок, масса 1000 зерен составляет 30–32 г, натура — 750 г/л. Урожайность в благоприятных условиях достигает 5,2 т/га. Районирован с 2005 года.

СУММАРНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ

В рамках опыта был проведен корреляционный анализ между величиной массы 1000 зерен, натурной массой и условиями вегетации. Учитывались средняя температура и сумма осадков за год, месяц и декаду каждого месяца вегетационного периода. Проанализированы данные за 10 лет — с 2011 по 2020 год, с первой трети мая в фазу прорастания зерна и до первой декады августа, то есть полного созревания, когда осуществлялась уборка.

Погодные условия за годы исследований были неодинаковыми и различались как по количеству выпавших осадков, так и по средним температурам. Например, график изменения температуры за 10 лет наблюдений демонстрировал тенденцию к снижению. Суммарное уменьшение за весь вегетационный период происходило в результате понижения значений в июне, тогда как средние температурные показатели мая и июля оставались примерно на одном уровне. По сумме выпавших осадков наблюдались значительные различия как по годам, так и по отдельным месяцам. Максимальное количество отмечалось в 2013 году, когда было наводнение в Амурской области и объявлялся режим ЧС. По месяцам не прослеживалась четкая картина распределения влаги. Наименьший объем регистрировался, как правило, в мае. При этом в период с 2011 по 2015 год наибольшее значение фиксировалось в июле и августе, но за последние пять лет существенно увеличилось количество осадков в июне.

ВЕЛИЧИНА КОРРЕЛЯЦИИ

Столь разнообразные температурные условия и обеспеченность влагой не могли не повлиять на массу 1000 зерен и натуру. Кроме того, данные признаки были связаны между собой: корреляция оказалась прямой, то есть они взаимно увеличивались. Однако для разных сортов величина этого коэффициента значительно различалась. Так, для экстенсивного типа Амурская 75 связь между массой 1000 зерен и натурой практически отсутствовала — r = 0,08, для полуинтенсивного ДальГАУ 1 она составила 0,5, а для интенсивного Амурская 1495 была наиболее сильной — r = 0,6.

При анализе соотношения массы 1000 зерен и натуры было установлено, что в условиях Амурской области связь со средней температурой для всех сортов оказалась положительной, а с количеством осадков — отрицательной. Так, величина корреляции этих признаков со средним температурным показателем для вегетационного периода изменялась от 0,16 у Амурской 75 до 0,57 у Амурской 1495. Коэффициент корреляции массы 1000 зерен и натуры с суммой осадков за период возделывания составлял от –0,6 у Амурской 75 до –0,87 у ДальГАУ 1. Таким образом, экстенсивный сорт пшеницы оказался менее зависим от внешних особенностей вегетации. В свою очередь, полу- и интенсивный сорта были более подвержены влиянию погодных условий.

ЛЕТНИЕ МЕСЯЦЫ

Растения дифференцированно реагировали на внешние факторы в разные периоды онтогенеза. Так, ответ со стороны массы 1000 зерен на изменение температуры практически отсутствовал в мае и июле — от –0,18 до 0,09, в то время как в июне и августе воздействие было более заметным — от слабого в 0,18 у Амурской 75 до среднего в 0,63 у ДальГАУ 1. Влияние температуры на натурную массу оказалось более сильным и достигало максимальных значений в 0,74–0,77 у всех сортов в августе. Как и в случае с массой 1000 зерен, воздействие этого параметра на натуру почти отсутствовало в мае и июле — от –0,27 до –0,01. Исключением стал сорт Амурская 75, у которого была выявлена слабая отрицательная корреляция натуры со средней температурой в июле, равнявшаяся –0,36.

Влияние осадков на массу 1000 зерен и натуру зерна в течение всего вегетационного периода было отрицательным. Величина коэффициента корреляции изменялась у разных сортов от 0,11 до –0,84. Наименьшая связь отмечалась в мае для обоих признаков — от 0,11 до –0,28, максимальная — в июне и августе, когда показатели составляли от –0,45 до –0,84 и от –0,53 до –0,8 соответственно. В июле единственным сортом, на массу 1000 зерен которого повлияло количество осадков, был Амурская 75: –0,55. У остальных связь была очень слабая — от 0,14 до –0,3.

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Помимо этого, исследовалось влияние температуры и осадков на изучаемые признаки по декадам. Необходимость данного анализа обусловлена тем, что отдельные стадии онтогенеза проходят за 1–2 декады, и погодные условия могут неодинаково воздействовать на развитие растений в эти фазы. Опыт показал, что в разные периоды роста культур связь между средней температурой по декадам и массой 1000 зерен была как отрицательной, так и положительной. Важно отметить, что она отсутствовала при рассмотрении корреляции по месяцам. Так, повышение температуры благоприятно сказывалось на массе 1000 зерен в период прорастания — в первую треть мая, в фазы трубкования и цветения — во вторую и третью декады июня и первую часть июля, полной спелости — в первую треть августа. Увеличение градусов негативно отражалось на данном признаке на этапе молочной и восковой спелости — во вторую и третью декады июля. Во время роста и кущения изменение температуры не оказывало заметного влияния на массу 1000 зерен. При изучении индивидуальных особенностей сортов была отмечена несколько более выраженная зависимость сортов ДальГАУ 1 и Амурская 1495 от температуры, чем у пшеницы Амурская 75.

Анализ корреляции натуры зерна от средних температурных показателей за декаду также показал общие тенденции для всех сортов. Так, существовали периоды, когда повышение градусов способствовало увеличению данного параметра: в фазы трубкования и цветения — во вторую и третью декады июня, а также восковой и полной спелости — третью декаду июля и первую треть августа. Кроме того, на этапе окончания цветения и молочной спелости в первой и второй половинах июля воздействие жары оказалось крайне нежелательным, поскольку связь была отрицательной: –0,6. Начальные фазы онтогенеза слабо зависели от колебаний температуры. Наиболее отчетливо реагировал на них интенсивный сорт Амурская 1495, у которого корреляция между натурой и средней температурой за декаду изменялась от –0,6 до 0,7. У пшеницы Амурская 75 зависимость была самой слабой.

ВЛИЯНИЕ ОСАДКОВ

Увеличение количества влаги в течение почти всего вегетационного периода приводило к уменьшению массы 1000 зерен. Небольшая положительная корреляция наблюдалась во второй декаде мая — до 0,3, когда происходил интенсивный рост вегетативной массы. Особенно негативно большой объем осадков воздействовал на этапах прорастания — в первую треть мая, трубкования — вторую декаду июня, молочной и восковой спелости — вторую и третью декады июля. Меньше других была отмечена корреляционная зависимость от влаги у сорта Амурская 1495. На массу 1000 зерен у пшеницы ДальГАУ 1 негативно влияло увеличение данного параметра во время полной спелости — в первой декаде августа.

Воздействие суммы осадков на натурную массу в целом оказалось нейтральным или отрицательным у всех сортов. Положительная корреляция отмечалась лишь во вторую треть мая, когда происходил интенсивный рост, а в остальные периоды вегетации увеличение количества влаги снижало данный показатель. Особенно сильное негативное воздействие наблюдалось в июне, то есть в фазы кущения, трубкования и цветения растений — до –0,8. Отрицательное влияние на натуру оказывало повышение уровня осадков в период полной спелости, то есть в первую декаду августа, для сортов Амурская 75 и ДальГАУ 1. В меньшей степени от их объема данный показатель зависел у пшеницы Амурская 1495.

ВЗАИМНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Суммируя информацию по влиянию температуры и количества влаги на изучаемые параметры, можно отметить, что в разные фазы развития корреляция с погодными условиями может меняться с прямой на обратную. В условиях Амурской области чаще наблюдается обратная зависимость величины массы 1000 зерен от изменений температуры и суммы выпавших осадков, то есть чем ниже градусы и объем влаги, тем выше данный параметр. Корреляция средней температуры с натурой чаще прямая или практически отсутствует, то есть повышение температуры часто способствует возрастанию натурной массы. Увеличение количества влаги оказывает отрицательное действие, реже его влияние отсутствует, и только в фазу развития оно положительное. В итоге большой объем выпавших осадков в целом вызывает снижение показателя натурной массы зерна в условиях Амурской области. Следует также отметить, что сорта разных типов, то есть экстенсивные, полу- и интенсивные, могут неодинаково реагировать на изменяющиеся условия. Например, у экстенсивного варианта Амурская 75 колебания температуры практически не оказывают влияния на массу 1000 зерен, тогда как два других сорта имеют корреляцию данного признака с температурой от 0,38 до 0,63 в разные месяцы вегетационного периода. При рассмотрении по декадам эта связь увеличивается до 0,5 и 0,8 соответственно.

Таким образом, исследование показало, что процесс формирования массы 1000 зерен и натуры у яровой пшеницы зависит не только от общего количества осадков и средней температуры за вегетационный период, но и от того, как распределялись эти факторы по фазам развития растений, от типов сортов, а также от взаимного влияния этих признаков друг на друга. В условиях Амурской области повышение количества тепла и влаги чаще оказывает негативное воздействие на изучаемые параметры.