Формирование производительности колоса зерновых культур

Вполне понятно, что такая огромная разница в производительности зерновых культур обусловлена ​​не бедными почвами нашей страны, а несоблюдением технологии выращивания культуры. Производительность озимой пшеницы и других зерновых состоит из ряда структурных элементов, важнейшими из которых являются количество продуктивных стеблей, длина и озерненость колоса, количество колосков.

Продуктивность колоса

Озимая пшеница довольно требовательна к содержанию доступного азота в пахотном слое почвы. Формирование стеблестоя с оптимальными показателями плотности, а также количества колосков в колосе и его озерненость зависит прежде всего от достаточного количества азота и других элементов питания на решающих этапах формирования тканей и органов пшеницы. При урожайности 50 ц/га пшеница озимая выносит из почвы 80-90 кг азота, фосфора - 35-40, калия - в среднем 25 кг.

Относительно количества продуктивных стеблей все понятно: чем больше их количество, тем выше урожай. Однако, рассматривая структурные элементы урожая, которые входят в состав колоса, возникает ряд логических вопросов. Длина колоса сильно варьирует у разных сортов, а также зависит от погодных условий и минерального фона. Понятие плотности колоса также очень важно: если колоски в колосе размещаются неплотно, то даже в случае его значительной длины озерненисть колоса будет невелика. Поэтому четкой зависимости урожайности и продуктивности зерновых культур от длины колоса не наблюдается.

Формирование продуктивности колоса начинается задолго до выхода его из обертки верхнего листа. В ряде опытов установлено, что размеры колоса начинают закладываться уже на III этапе органогенеза (период весеннего кущения). В это время отдельные участки конуса нарастания, а именно нижние, начинают дифференцироваться на отдельные сегменты. Чем больше образуется таких сегментов на этом этапе органогенеза, тем больше будет члеников в колосе, а значит, он будет длиннее. Длина колоса тесно связана с погодными условиями. Продолжительность пребывания растений пшеницы в состоянии кущения - начале трубкования в среднем составляет 20 и более дней. Отсюда следует простая зависимость: чем дольше длится сегментация, которая происходит именно в эти фазы, тем большей длины формируется колос с, соответственно, большим количеством зачатков колосьев (колосовых бугорков). Влияние температурных условий заключается в том, что при невысоких температурах в этот период III-IV этапы органогенеза длятся дольше, тем самым увеличивая количество члеников колоса и его длину. Невысокие температуры (до 10 °С) и достаточная обеспеченность растений элементами питания способствуют образованию крупного колоса. Длинный световой день с ярким освещением ускоряет процессы кущения - в таких условиях быстрее формируется верхушечный колосок, что приводит к преждевременному окончанию формирования колоса и снижает его длину. 

Размеры колоса возможно регулировать посредством внесения минеральных удобрений (начиная с III этапа органогенеза). В более поздние фазы развития наличие достаточного фона минеральных удобрений также стимулирует увеличение размеров колоса благодаря закладке большего количества колосков. Установлено, что на размеры колоса пшеницы также оказывает влияние срок посева. На посевах ранних и оптимальных высевающих сроках основном формируется длинный колос, тогда как при посеве в первой декаде октября его размеры несколько уменьшаются.

Продуктивность зерновых культур: количество колосков в колосе

Процесс дифференциации колосков в колосе пшеницы происходит уже на IV этапе органогенеза (начало выхода в трубку). На сегментах колоса нарастания начинают закладываться колосковые бугорки. Количество колосков не может превышать количество сегментов, которые сформировались на III этапе. При недостатке влаги и минеральных удобрений количество колосков меньше по сравнению с количеством члеников колоскового стержня. Вот почему III и IV этапы органогенеза так важны для формирования будущей производительности культуры.

Аналогично длине колоса количество колосков тесно связано с погодными условиями во время их формирования. Обычно максимальное число колосков формируется при прохладной погоде вследствие удлинения соответствующих этапов органогенеза. Высокие температуры в этот период ускоряют кущение и в трубке, поэтому количество колосков в колосе может уменьшаться. По некоторым данным, в случае роста температуры воздуха до 25 °С и более количество колосков может уменьшаться на треть. Продолжительные осадки, соответственно, увеличивают количество структурных элементов колоса. В условиях дефицита влаги, недостатка питательных элементов или загущенных посевов, когда возникает значительная конкуренция между растениями, в верхней и нижней частях конуса нарастания колосковые бугорки могут отмирать или недостаточно развиваться.

Наиболее критическим периодом в росте колоса является время от начала закладки колосков к формированию верхушечного колоска. Поэтому вовремя проведенное ранневесенней подкормки и вторая подкормка на фоне достаточного количества фосфорно-калийных удобрений значительно нейтрализует действие неблагоприятных факторов в последующие фазы вегетации. Стоит знать, что не все сформированные колоски сохраняются до уборки урожая - значительное их количество отмирает в следующие фазы. Но благодаря отдельным технологическим мероприятиям в начале трубкования можно увеличить количество заложенных колосьев, а во время следующих фаз уменьшить интенсивность их отмирания и редукции.

Кроме оптимальных сроков посева, увеличить производительность зерновых за счет количества хорошо развитых колосков в колосе возможно благодаря внесению азота. Подкормка азотом на III, IV, V этапах создает достаточный его запас в растениях для закладки и дальнейшего развития большого количества колосков. Хорошие результаты дает внесение N₃₀ по мерзлоталой почве, N₆₀ - во вторую подкормку и N₃₀ - в поздние фазы вегетации культуры.

На VI и VII этапах органогенеза пшеницы озимой окончательно определяется количество развитых цветков в колосе. В колосовых цветах формируются тычинки и пестики, продолжают формироваться пыльцевые зерна. При увеличении продолжительности этого периода возрастает количество развитых генеративных органов, формирующих более озерненный колос. Поэтому оптимальные условия развития колоса зерновых культур - не слишком высокая температура (до 23 °С) и достаточная обеспеченность влагой и азотом.

С началом колошения ростовые процессы в растениях пшеницы постепенно снижаются. Интенсивный рост еще продолжается в течение нарастания последнего междоузлия. Поэтому азот, который вносят на этом этапе, из листьев интенсивно транспортируется в колос, стимулируя увеличение его размеров. Применение удобрений в поздние фазы вегетации для стимуляции развития колоса сводятся к внекорневому внесению. Эффективность влияния на продуктивность зерновых культур, такого способа подкормки является несомненной, поскольку растворенный в воде азот, попадая на листья, транспортируется внутрь растения через устьица, минуя корневую систему. Это особенно актуально в период засухи, когда азот почвы малодоступен.

Повышение продуктивности зерновых культур удобрениями

Для повышения производительности зерновых, эффективно вносить внекорневые подкормки зерновых культур. Такие как карбамид и различные комплексные водорастворимые удобрения.

Карбамид содержит в своем составе около 46% азота в амидной форме. В отличие от других удобрений, раствор карбамида в воде имеет реакцию, близкую к нейтральной, а также при повышенных концентрациях не вызывает ожогов листьев. Однако при внесении карбамида желательно, чтобы рабочие растворы содержали не более 3-5% туков. Известно, что раствор карбамида с концентрацией более 5%, поступая в растительные клетки, может вызвать плазмолиз, обычно это не сопровождается некрозом тканей, однако возникают негативные функциональные изменения в организме растений, что негативно сказывается на продуктивность зерновых. Установлено, что даже в первые дни после опрыскивания снижается интенсивность фотосинтетических процессов. 

Амидный азот карбамида, попадая в ткани листа, предварительно расщепляется уреазой с выделением аммиака и после этого участвует в обменных процессах. Однако известно, что в метаболизм без преобразования могут включаться целые молекулы мочевины. Кроме источника азота, карбамид является физиологически активным веществом, благодаря которому значительно повышаются процессы фотосинтеза, ускоряется реутилизация азота и серы из листьев в поздние фазы вегетации.

В растения азот карбамида способен поступать очень быстро. 

Так, отмечали, что уже через 1,5-2,0 суток после внесения азот карбамида уже входил в состав растительных белков. Для повышения эффективности карбамида следует добиться хорошего распыления раствора. При нормальной работе опрыскивателя мелкие капельки карбамида на листьях высыхают уже через полчаса. На поверхности листа остаются кристаллы карбамида, которые не осыпаются и хранятся на нем до выпадения росы в вечерний период. Поэтому использование форсунок, которые формируют крупные капли, нежелательно, так как после их распыления образуются крупные кристаллы, которые частично осыпаются на землю. Азот, который поступает в листьев в этот период, не используется на образование вегетативных органов, поскольку уже происходит торможение ростовых процессов. В начале фазы цветения все структурные элементы уже сформированы и стартуют процессы реутилизации, поэтому подкормка азотом в этот период способствует формированию крупного, наполненного колоса с высоким качеством зерна.

Лучше всего усваивается карбамид в ночные часы суток - благодаря повышенной влажности воздуха и в основном при безветренной погоде. Оптимальным временем для внекорневой подкормки озимой пшеницы утро и вечер. При нежаркой и пасмурной погоде опрыскивание посевов можно проводить в течение всего дня.

Подпитывать культуру карбамидом при температуре 25 °С и выше и при низкой влажности воздуха в солнечный день не стоит, поскольку растет угроза значительного угнетения растений пшеницы озимой и возникновения ожогов.

Незначительные ожоги на месте капель раствора и пожелтение листовой пластинки не будут влиять на урожайность культуры. Незначительное угнетение растений после внесения карбамида компенсируется последующей стимуляцией метаболических процессов азотом. Хорошие результаты дает одновременное внесение вместе с карбамидом магния и серы. Важность серы неоспорима, ведь она входит в состав аминокислот, а магний становится составной молекулы хлорофилла. Для внекорневого опрыскивания удобно использовать сульфат магния, содержащий 16% магния и 13% серы. Кроме положительного влияния на развитие колоса и качественные показатели зерна, он нейтрализует биурет, который содержится в карбамиде и является токсичным для растительного организма. Целесообразной нормой сульфата магния от начала колошения и до налива зерна является 2-5 кг/га.

Продуктивность зерновых культур: выводы

Производительность зерновых колосовых культур, в частности пшеницы озимой, формируется из различных структурных элементов, оптимальное развитие которых связано с определенными фазами развития культуры. Если производитель зерна сумеет создать оптимальные условия вегетации в эти критические периоды вегетации озимой пшеницы, то это в значительной мере гарантирует ему успех.

В. Хо­даницкий, канд. биол. на­ук,
О. Хо­даницкая, канд. с.-х. на­ук

Информация для цитирования
Фор­миро­вание про­дук­тив­ности ко­ло­са у зер­но­вых / В. Хо­даницкий, О. Хо­даницкая// Пропозиция/ — 2017. — № 4. — С. 78-80