Полевая всхожесть семян яровой пшеницы на сортоучастках
Иркутской области, %
| Год | Зона | ||
| остепененная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 67,0 | 76,0 | 86,0 | |
| 65,0 | 72,0 | 70,0 | |
| 64,0 | 85,0 | 88,0 | |
| 65,0 | 75,0 | 93,0 | |
| 56,0 | 65,0 | 85,0 | |
| 59,0 | 82,0 | 80,0 | |
| 56,0 | 83,0 | 90,0 | |
| 57,0 | 70,0 | 85,0 | |
| 58,0 | 80,0 | 85,0 | |
| 56,0 | 76,0 | 90,0 | |
| 66,0 | 78,0 | 86,0 | |
| Среднее | 6,8 | 76,5 | 90,0 |
| % | 79,5 | 100,0 | 117,6 |
Для дружного и быстрого прорастания семян яровой пшеницы необходима температура 12-20°С, хотя зерновка яровой пшеницы начинает прорастать при температуре 1-2°С. Для появления проростков на поверхности почвы в полевых условиях требуется сумма тепла около 350-400°С (Машкевич, 1974). При неблагоприятных условиях период посев-всходы может растянуться до 20 и даже более дней (Кушнарев и др., 1999). За начало весеннего периода принято считать дату устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 0°С. Весна к тому же делится на два периода. Первый период от 0°С до устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 5°С и второй – от 5°С до устойчивого повышения среднесуточной температуры воздуха до 10°С. В Иркутской области среднесуточная температура воздуха устойчиво повышается до положительных значений 12-18 апреля; через +5°С в сторону повышения температура переходит: в южной части 4 мая, а в северных районах Предбайкалья – 12 мая. В целом весна на территории области непродолжительная (40-50 дней), ветреная и сухая (Шоцкий, 1956).
|
|
|
В таблице 26 нами представлены многолетние данные о среднесуточной температуре воздуха в весенний период Иркутской области. Теплом в минимальном значении обеспечены лишь такие зоны, как остепненная и лесостепная. В подтаежно-таежной зоне весеннего тепла недостаточно для прорастания семян и появления дружных всходов. Здесь за 11-летний период лишь один год (2003) соответствовал этим требованиям. Температура воздуха в подтаежной зоне в среднем за период наблюдений была 10,6°С и составила 88,7% от среднесуточной температуры в контрольной лесостепной зоне. Минимальная среднесуточная температура воздуха за многолетний период составила 11,9°С. Наиболее теплой была весна в 1998 году, когда среднесуточная температура составила 13,7°С, это на 15,1% больше, чем в среднем за 11 лет (11,9°С). Холодной была весна 1997 года, среднесуточная температура воздуха составила 9,9°С, что на 16,8% ниже средней за период исследований.
Таблица 26
Среднесуточная температура воздуха за период май – первая половина июня, °С
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 13,4 | 10,4 | 9,9 | |
| 13,6 | 9,9 | 9,0 | |
| 14,5 | 13,7 | 9,9 | |
| 14,9 | 13,1 | 11,3 | |
| 11,9 | 12,1 | 10,8 | |
| 11,8 | 13,0 | 10,8 | |
| 11,9 | 12,9 | 11,0 | |
| 14,4 | 11,0 | 12,0 | |
| 13,5 | 11,6 | 10,8 | |
| 14,4 | 10,4 | 10,2 | |
| 12,3 | 12,8 | 10,5 | |
| Среднее | 13,3 | 11,9 | 10,6 |
| % | 11,7 | 100,0 | 88,7 |
Среднесуточная температура воздуха за весенний период в остепненной зоне была на 11,7% больше этого показателя в лесостепной зоне и составила соответственно 13,3°С.
|
|
|
В заключение следует отметить, что массовый посев яровой пшеницы в Иркутской области начинается в конце первой – начале второй декады мая, а в более северных районах к посеву приступают в середине мая. К этому времени среднесуточная температура почвы на глубине 10 см достигает 5°С и колеблется в пределах 2-3°С ночью и 9-11°С днем (Колесниченко, 1965). По-видимому, процессы прорастания семян пшеницы в этот период проходят преимущественно днем, когда температура почвы достигает максимума, так как оптимальная температура для полного и дружного прорастания семян в полевых условиях лежит между 12 и 20°С (Носатовский, 1965; Ижик, 1976).
За летнее время года принято считать период со среднесуточной температурой воздуха выше 10°С (Шоцкий, 1956). Этот критерий величины тепла избран биологами не случайно, а вполне обоснованно. Последнее основано на том, что большинство растений средних широт достаточно удовлетворительно начинает расти при 10°С. При температуре ниже 10°С рост растений сильно замедлен. Отсюда принято считать, что лето в средних широтах земного шара начинается с периода устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 10°С и выше.
|
|
|
Исходя из упомянутого критерия, в Иркутской области лето начинается в третьей декаде мая, а на севере региона – первых числах июня. Заканчивается оно в первых числах сентября и лишь местами в последних числах августа (Шоцкий, 1956). Исходя из изложенного, в растениеводстве введен такой важный критерий тепла, как сумма активных (то есть выше 10°С) температур, необходимых растениям в различные периоды развития. Установлено (Ижик, 1979), что за период прорастания семян пшеницы и появление дружных всходов, достигших в фазы третьего листа, необходима сумма активных температур 400-500°С.
По многочисленным данным метеостанций Иркутской области такое количество тепла в среднем за 11 лет наблюдалось лишь в остепненной и лесостепной зонах (табл. 27). В подтаежной зоне оно за 11-летний период составило всего лишь 336,9°С.
Сумма активных температур выше 10°С в среднем за 11 лет, начиная от первых чисел мая и до первой половины июня, по лесостепной зоне была на 24,1% больше, чем в подтаежной зоне в 1997 году и составила 139,7°С, что в два с лишним раза меньше минимально необходимого (400-450°С по Ижику, 1978). Кстати, в этой зоне сумма температур 400°С и выше за 11-летний период наблюдалось всего лишь 3 года, что составило всего лишь 27% от общего числа лет. В лесостепной зоне сумма активных температур в среднем составила 443,9°С. При этом за 11-летний период в трех случаях сумма активных температур была ниже минимально необходимой нормы.
|
|
|
Таблица 27
Сумма физиологически активных температур воздуха (более 10°С)
за период май – первая половина июня, °С
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 580,1 | 371,7 | 258,4 | |
| 587,4 | 251,0 | 139,7 | |
| 614,6 | 584,7 | 314,2 | |
| 631,5 | 533,6 | 311,0 | |
| 372,5 | 478,9 | 344,0 | |
| 395,0 | 543,8 | 348,4 | |
| 396,2 | 553,8 | 320,4 | |
| 557,1 | 373,3 | 456,0 | |
| 483,3 | 399,6 | 431,2 | |
| 610,8 | 347,2 | 374,5 | |
| 405,6 | 445,5 | 408,0 | |
| Среднее | 512,2 | 443,9 | 336,9 |
| % | 115,4 | 100,0 | 75,9 |
Что же касается остепненной зоны, то необходимо отметить, что она за 11-летний период наблюдений всегда была обеспечена необходимым количеством тепла для прорастания семян и появления дружных всходов в полевых условиях. Однако, опережая события, необходимо также отметить, что в этой зоне проростки очень часто страдают от весенней засухи.
Для прорастания семян мягкой пшеницы требуется 50-56% воды от сухой массы зерна. Это условие необходимо для того, чтобы зародыш тронулся в рост. Для прорастания семян и появления дружных всходов необходимо, чтобы почва была увлажнена до 50-60% от ее полной влагоемкости (Осипов, 1982). Считается, что наиболее благоприятна для прорастания семян и роста проростка та влажность почвы, которая на 70-75% больше непродуктивной влажности. Если сумму осадков в лесостепной зоне за период с мая по первую половину июня принять за 100% (табл. 28), то в остепненной зоне этот показатель был на 22% меньше, а в подтаежной зоне – на 20% больше контроля.
Таблица 28
Сумма осадков за период май – первая половина июня, мм
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 58,6 | 65,1 | 42,8 | |
| 45,6 | 69,3 | 68,4 | |
| 44,6 | 40,6 | 70,2 | |
| 43,6 | 49,6 | 74,0 | |
| 39,4 | 36,7 | 73,4 | |
| 65,1 | 98,5 | 80,6 | |
| 37,2 | 66,5 | 75,3 | |
| 41,2 | 61,6 | 65,7 | |
| 36,8 | 60,2 | 79,3 | |
| 30,9 | 49,5 | 69,3 | |
| 70,5 | 56,2 | 85,6 | |
| Среднее | 46,7 | 59,4 | 71,3 |
| % | 78,5 | 100,0 | 120,0 |
Таким образом, метеорологические условия в Иркутской области далеко не всегда благоприятны для прорастания семян пшеницы и формирования растений в ювенальном возрасте. В том случае, когда эти же условия рассматривать по зонам, то получается, что, к примеру, в остепненной зоне количество тепла относительно достаточно для прорастания семян и получения дружных всходов. Однако острый дефицит во влагообеспеченности растений позволят здесь лишь в отдельные годы получить дружные всходы. Прямую противоположность по метеоусловиям остепненной зоны представляет собой подтаежная зона. Ее почвы весной практически всегда обеспечены влагой. Однако недостаток тепла сильно растягивает период прорастания семян, что способствует появлению ослабленных проростков в полевых условиях. Исходя из сказанного, была предпринята попытка определить величину показателей зависимости прорастающих семян от условий тепла и влагообеспеченности.
Выполненные расчеты корреляционной связи между полевой всхожестью и суммой температур выше 10°С за период с мая по первую половину июня в лесостепной зоне показали (табл. 29), что эта связь положительная. Коэффициент корреляции составил 0,508. В остепненной зоне эта зависимость была менее выражена и коэффициент был равен 0,405 единиц, тогда как в подтаежной зоне коэффициент корреляции увеличился до 0,608. Аналогичная корреляционная связь наблюдалась между полевой всхожестью и среднесуточной температурой воздуха за период с мая по первую половину июня. Разница была лишь в том, что показатели коэффициента корреляции в лесостепной и подтаежной зонах были значительно меньше, чем в остепненной зоне. Таким образом, в Предбайкалье температурный фактор оказывает существенное влияние на процесс прорастания семян и появление дружных всходов яровой пшеницы. На этом этапе развития растений дефицит тепла был наибольшим в подтаежной зоне. Отсюда и показатель коэффициента корреляции был наивысшим. В случае показателя учета суммы активных температур коэффициент корреляции составил 0,608. Это означает, что здесь процесс прорастания семян в полевых условиях на 60% зависит от температуры среды и лишь на 17% – от дефицита влаги в почве.
Таблица 29
Коэффициент корреляции между величиной полевой всхожести семян яровой
пшеницы и погодными условиями за 11-летний период в Иркутской области
| Показатели метеоусловий за период с мая по первую половину июня | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| Среднесуточная температура воздуха, °С | 0,285 | 0,517 | 0,560 |
| Сумма активных температур выше 10°С | 0,405 | 0,508 | 0,608 |
| Сумма осадков, мм | 0,605 | 0,319 | 0,166 |
Казалось бы, что в остепненной зоне, более обеспеченной теплом, но наименее обеспеченной осадками, эти показатели должны быть прямо противоположными. Они действительно противоположны, но лишь по тенденции, а по абсолютным показателям корреляционной связи они далеко не тождественны. В частности, в остепненной засушливой зоне полевая всхожесть семян действительно на 60% зависит от влажности почвы. Однако в этих же условиях процесс прорастания семян на 40% зависит от температуры среды. Это означает, что даже в остепненной зоне, которая лучше других зон обеспечена теплом, все же этот фактор является дефицитным для растений пшеницы, и дефицит этот растения начинают испытывать уже на самых ранних этапах онтогенеза. Отсюда следует, что в условиях Иркутской области для регуляции гидротермического режима необходимо шире использовать микрорельеф ландшафта, где имеются возможности размещения посевных площадей с теплым микроклиматом и относительно благоприятным физиологическим режимом. Последнее необходимо еще и потому, что сорта Предбайкалья неустойчивы к засухе.
Наряду с полевой всхожестью важным составляющим в структуре урожая яровой пшеницы является количество сохранившихся растений перед уборкой. Для этих целей мы воспользовались данными сортоучастков Иркутской области, так как они наиболее достоверно отражают действие на этот показатель агроклиматических ресурсов зоны. Результаты исследований показали, что в лесостепной зоне в среднем за 11 лет сохранность растений яровой пшеницы к уборке (табл. 30) составила около 429 растений на квадратном метре. В остепненной зоне на этой площади насчитывалось 325 растений, то есть на 24% меньше, чем в лесостепной зоне. Сохранность растений в подтаежной зоне была наибольшей и в среднем составила 533,1 растений на квадратном метре. Это на 24% больше, чем в лесостепной зоне, условно принятой нами за контроль.
Таблица 30
Сохранность растений яровой пшеницы перед уборкой
на сортоучастках Иркутской области, шт./м2
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 345,0 | 467,0 | 548,0 | |
| 337,0 | 369,0 | 416,0 | |
| 324,0 | 440,0 | 549,0 | |
| 372,0 | 480,0 | 571,0 | |
| 320,0 | 311,0 | 547,0 | |
| 313,0 | 495,0 | 480,0 | |
| 311,0 | 432,0 | 552,0 | |
| 339,0 | 322,0 | 540,0 | |
| 298,0 | 453,0 | 572,0 | |
| 266,0 | 482,0 | 545,0 | |
| 359,0 | 466,0 | 544,0 | |
| Среднее | 325,0 | 428,8 | 533,1 |
| % | 75,9 | 100,0 | 124,3 |
Таким образом, агроклиматические условия в зонах возделывания яровой пшеницы оказывают существенное влияние на выживаемость растений в течение всего периода онтогенеза. Доминирующими климатическими факторами, влияющими на гибель растений, являются низкая температура и высокая влагообеспеченность во второй половине периода развития растений. Общеизвестно, что оптимальная температура для формирования вегетативных органов лежит в пределах 12-16°С (Машкевич, 1974), генеративных 16-20°С (Носатовский, 1965), а для формирования зерна 16-22°С (Илли, 1989). В этой связи для определения корреляционных связей между условиями температуры и развитием растений важно знать динамику среднесуточной температуры. Величина среднесуточной температуры воздуха за вегетационный период яровой пшеницы зависела от агроклиматических условий зоны (табл. 31).
В лесостепной зоне в среднем за 11 лет она составила 13,7°С. За этот период ее максимальное значение было на 8,1% выше средней. Минимальное значение среднесуточной температуры наблюдалось в 2003 году, когда отклонение ее от средней составило 7,3%, то есть отклонения от средней составляли не более 7-8%. Однако учитывая, что в Иркутской области климат прохладный, даже такие отклонения являются существенными для роста и развития растений. Среднесуточная температура воздуха в остепненной зоне была в среднем на 1,0°С выше, чем в лесостепной и составляла 14,7°С. Максимальная среднесуточная температура воздуха наблюдалась также и в лесостепной зоне. Она была отмечена в 1998 году и составляла15,4°С, что на 4,7% выше средних многолетних данных. В подтаежной зоне среднесуточная температура за 11 лет составила 12,4°С. Это всего лишь 89,9% от среднесуточной многолетней температуры в лесостепной зоне и 84,4% – остепненной зоны.
Таблица 31
Среднесуточная температура воздуха за вегетационный период яровой пшеницы, °С
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 15,2 | 12,8 | 13,4 | |
| 15,3 | 13,3 | 9,4 | |
| 15,4 | 14,8 | 12,1 | |
| 15,3 | 14,0 | 12,7 | |
| 13,9 | 12,8 | 12,4 | |
| 14,3 | 14,5 | 12,5 | |
| 14,4 | 14,9 | 12,8 | |
| 14,3 | 12,7 | 12,2 | |
| 14,5 | 13,6 | 12,5 | |
| 14,4 | 13,7 | 13,4 | |
| 14,2 | 14,0 | 12,5 | |
| Среднее | 14,7 | 13,7 | 12,4 |
| % | 106,7 | 100,0 | 89,9 |
Как было сказано выше, в период формирования зерна растения пшеницы наиболее требовательны к температуре среды. Она должна быть не ниже 16-22°С (Илли, 1989). В этой связи для определения корреляционных связей важно располагать и этими данными. Данные по среднесуточной температуре воздуха в период формирования зерна яровой пшеницы (август, сентябрь) свидетельствуют о том, что по этому показателю сельскохозяйственные зоны существенно отличаются друг от друга. Так, среднесуточная температура воздуха в лесостепной зоне (табл. 32) составила 11,8°С. Это на 2°С ниже, чем за вегетационный период в целом и на 4°С ниже минимальной нормы вышеупомянутого автора. Таким образом, формирующиеся семена пшеницы в Предбайкалье теплой остепненной зоне среднесуточная температура была на 6,2% выше, чем в лесостепной зоне, и на 12,5% выше, чем в подтаежной зоне. В этой наиболее теплой зоне максимальная среднесуточная температура за 11-летний период наблюдалась в 1997 году и составила 13,6°С, то есть на 2°С ниже минимального необходимого тепла. Отсюда следует, что даже в наиболее теплой зоне растения пшеницы никогда не обеспечены температурой в 16-22°С, необходимой при формировании семян.
Таблица 32
Среднесуточная температура воздуха за период формирования зерна
яровой пшеницы (август, сентябрь), °С
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 13,4 | 10,8 | 12,1 | |
| 13,6 | 11,8 | 12,0 | |
| 13,4 | 13,1 | 10,8 | |
| 13,1 | 11,6 | 10,8 | |
| 12,5 | 10,7 | 11,0 | |
| 12,9 | 12,8 | 10,8 | |
| 11,9 | 12,8 | 11,9 | |
| 11,3 | 10,8 | 10,3 | |
| 11,9 | 11,6 | 10,4 | |
| 11,7 | 12,3 | 12,2 | |
| 12,4 | 11,8 | 10,6 | |
| Среднее | 12,6 | 11,8 | 11,2 |
| % | 106,2 | 100,0 | 94,5 |
Таблица 33
Сумма температур воздуха выше 10°С за вегетационный период яровой пшеницы, °С
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 1858,3 | 1495,6 | 1501,2 | |
| 2082,1 | 1564,6 | 1471,2 | |
| 2015,1 | 1916,5 | 1353,1 | |
| 1986,5 | 1767,6 | 1370,8 | |
| 1580,5 | 1438,5 | 1369,7 | |
| 1731,6 | 1838,7 | 1371,2 | |
| 1758,4 | 1954,5 | 1474,7 | |
| 1727,6 | 1589,3 | 1430,1 | |
| 1752,7 | 1674,1 | 1459,9 | |
| 1811,6 | 1679,7 | 1580,6 | |
| 1671,9 | 1669,7 | 1427,7 | |
| Среднее | 1806,7 | 1677,3 | 1438,7 |
| % | 107,7 | 85,2 |
На полях Предбайкалья, по данным метеорологов, сумма активных температур колеблется в пределах 1300-1650°С. Разумеется, что нижний предел этого показателя далеко недостаточен для выращивания растений пшеницы. В этой связи важно знать, как он распределен по климатическим зонам в случае учета физиологически эффективной температуры, то есть выше 10°С. За вегетационный период показатель суммы активных температур выше 10°С (табл. 33) колеблется по региону от 1438,7°С (в подтаежной зоне) до 1806,7°С (в остепненной зоне). Это на 7,7% больше, чем в лесостепной, и в 1,26 раза больше, чем в подтаежной зоне.
Максимальная сумма активных температур 10°С и выше за вегетационный период в данной наиболее теплой зоне была на 11,5% выше, чем в среднем за 11 лет. Минимальная сумма активных температур в этой зоне за 11 лет была на 19% меньше средней многолетней. Сумма активных температур в наиболее прохладной подтаежной зоне составила 85,2% от суммы температур в контрольной лесостепной зоне, которая была обеспечена в среднем достаточным количеством тепла – 1863,7°С. Наряду с этим мы предприняли попытку рассчитать сумму активных температур выше 10°С (табл. 34) в период формирования зерна яровой пшеницы (август и сентябрь), когда растения особенно требовательны к количеству тепла.
Таблица 34
Сумма активных температур выше 10°С за период формирования семян яровой пшеницы (август, сентябрь)
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 642,5 | 472,9 | 670,2 | |
| 726,3 | 625,1 | 620,7 | |
| 760,1 | 703,5 | 510,8 | |
| 713,3 | 606,8 | 535,2 | |
| 562,8 | 380,1 | 450,2 | |
| 690,6 | 644,5 | 423,1 | |
| 631,8 | 715,4 | 598,8 | |
| 533,2 | 501,3 | 403,5 | |
| 598,9 | 623,7 | 399,8 | |
| 556,4 | 622,9 | 602,4 | |
| 601,7 | 601,3 | 404,9 | |
| Среднее | 638,0 | 590,7 | 510,9 |
| % | 108,0 | 86,5 |
Данные, представленные нами показали, что как за весь период вегетации растений (табл. 33), так и за период формирования семян (табл. 34) различия в теплообеспеченности экологических зон сохранились в одних и тех же пределах. Таким образом, по теплообеспеченности (выше 10°С) за весь период вегетации растений и за период формирования семян наблюдаются существенные различия по зонам. Они также колеблются по годам, но чаще всего эти показатели значительно ниже, чем различие этого показателя по зонам.
Однако при формировании зерна яровой пшеницы в Иркутской области одним из важных температурных показателей является сумма температур 15°С и выше за период формирования зерна. Это связано с тем, что формирующееся зерно постоянно нуждается в среднесуточной температуре 16-22°С (Илли, 1989). В этой связи для выяснения корреляционных связей мы сочли целесообразным использовать данные по сумме температур 15°С и выше как в период вегетации яровой пшеницы, так и в период формирования семян, то есть за август и сентябрь.
Таблица 35
Сумма температур 15°С и выше за вегетационный период яровой пшеницы
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 1394,9 | 1062,5 | 1076,3 | |
| 1310,3 | 1099,3 | 833,0 | |
| 1492,6 | 1272,8 | 910,1 | |
| 1469,8 | 1197,5 | 1112,8 | |
| 1220,2 | 728,5 | 770,3 | |
| 1371,6 | 1379,9 | 832,2 | |
| 1330,7 | 1278,0 | 906,2 | |
| 1259,5 | 789,6 | 811,1 | |
| 1415,3 | 1184,3 | 903,5 | |
| 1388,9 | 1235,1 | 997,6 | |
| 1387,7 | 1461,7 | 782,7 | |
| Среднее | 1363,9 | 1143,7 | 903,2 |
| % | 119,3 | 100,0 | 78,9 |
Анализ температурных условий, необходимых для роста и развития яровой пшеницы при учете суммы температур выше 15°С (табл. 35) показал, что сельскохозяйственные зоны значительно отличаются друг от друга по теплообеспеченности. В Иркутской области период с температурой воздуха 15°С и выше колеблется по зонам в пределах 45-70 дней. За этот период различия в сумме температур 15°С и выше составляли в целом по Иркутской области от 770,3°С в подтаежной зоне до 1492,6°С в остепненной зоне. Сумма температур 15°С и выше за вегетационный период в остепненной зоне в среднем составила 1363,9°С. Это на 19,9% больше, чем в лесостепной, и в 1,5 раза больше, чем в подтаежной зоне. Сумма температур 15°С и выше за вегетационный период в подтаежной зоне составила всего лишь 78,9% от суммы температур в контрольной лесостепной зоне.
Сумма температур 15°С и выше (табл. 36) в период формирования зерна яровой пшеницы по региону Предбайкалья колеблется от 168,9°С (в лесостепной зоне) до 401,0°С (в остепненной). Сумма температур 15°С и выше за этот период в наиболее теплой остепненной зоне в среднем составила 348,5°С, это на 13,4% больше, чем в лесостепной зоне, и на 43,4% больше, чем в подтаежной зоне.
Наряду с температурными условиями большое влияние на рост растений и формирование зерна яровой пшеницы оказывает показатель влагообеспеченности. Он представлен как сумма осадков за вегетационный период (табл. 37). В целом по трем агроклиматическим зонам минимальное количество осадков было 135,8 мм, а максимальное 439,4 мм. Подтаежная зона была наиболее обеспечена влагой. Так, за вегетационный период здесь средний многолетний показатель составил 337,2 мм осадков. Это больше, чем в остепненной зоне (212,7 мм).
Таблица 36
Сумма температур 15°С и выше за период формирования семян яровой пшеницы (август, сентябрь)
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 401,2 | 303,0 | 250,4 | |
| 369,7 | 280,1 | 220,3 | |
| 380,5 | 484,2 | 240,1 | |
| 361,9 | 310,8 | 295,2 | |
| 388,6 | 217,0 | 240,5 | |
| 360,9 | 358,0 | 210,3 | |
| 292,2 | 256,1 | 260,5 | |
| 251,3 | 168,9 | 208,7 | |
| 310,0 | 279,1 | 231,5 | |
| 327,9 | 392,8 | 280,4 | |
| 389,2 | 330,5 | 234,8 | |
| Среднее | 348,5 | 307,3 | 243,0 |
| % | 113,4 | 100,0 | 79,1 |
Исключение составил всего лишь 1 год из 11 лет наблюдений, когда выпало минимальное количество осадков 214,4 мм. Это средняя многолетняя норма осадков для остепненной зоны. Это же свидетельствует о том, что один раз в десятилетие данная зона – засушливая. Максимальное количество осадков в остепненной зоне составило 280,9 мм, в лесостепной – 372,7 мм и в подтаежной зоне – 439,4 мм. Наиболее дефицитным по количеству осадков в остепненной зоне был 2002 год (135,8 мм), в лесостепной зоне минимальное количество осадков было в 2000 году – 155,4 мм, и в подтаежной зоне им оказался 2002 год (214 мм).
Количество осадков, выпадающих в период формирования зерна, и температурный режим довольно разнообразны. Средний многолетний показатель в подтаежной зоне (табл. 38) составил 194,7 мм. Это на 80,2% больше, чем в лесостепной зоне. Средняя многолетняя сумма осадков в остепненной зоне была 90,3 мм, что составляет всего лишь 83,5% о количества осадков, выпавших в лесостепной зоне (108,0 мм), и более чем в 2 раза меньше, чем в подтаежной зоне. В остепненной зоне наиболее сухая осень была в 2002 году, когда количество осадков выпало за два месяца 56,3 мм, а наибольшее количество осадков в этой зоне было в 2001 году – 122,7 мм. В лесостепной зоне минимальное количество осадков было в 2003 году и составило 54,7 мм, тогда как в 2004 году выпало их наибольшее количество – 184,1 мм. В подтаежной зоне во все годы их выпадало примерно в два раза больше, чем в остепненной зоне. В 2005 году 161,3% от средней многолетней. В лесостепной зоне количество осадков за 11-летний период колебалось в следующих пределах: от 56,3 мм в 2002 году и до 184,1 мм в 2004 году.
Таблица 37
Сумма осадков за вегетационный период яровой пшеницы, мм
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 202,5 | 245,9 | 320,1 | |
| 211,8 | 195,4 | 364,0 | |
| 165,2 | 278,5 | 379,8 | |
| 280,9 | 262,1 | 374,0 | |
| 201,3 | 155,4 | 328,7 | |
| 196,5 | 272,3 | 300,4 | |
| 135,8 | 372,7 | 214,4 | |
| 272,8 | 189,6 | 344,3 | |
| 227,4 | 361,9 | 387,3 | |
| 179,9 | 241,7 | 439,4 | |
| 265,8 | 334,1 | 256,3 | |
| Среднее | 212,7 | 264,5 | 337,2 |
| % | 80,4 | 100,0 | 127,5 |
Таблица 38
Сумма осадков за период формирования зерна яровой пшеницы
(август, сентябрь), мм
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 87,6 | 71,5 | 215,7 | |
| 88,6 | 93,0 | 219,1 | |
| 70,2 | 130,2 | 213,5 | |
| 102,3 | 93,4 | 152,3 | |
| 99,1 | 59,9 | 132,6 | |
| 122,7 | 110,5 | 112,7 | |
| 56,3 | 145,4 | 245,6 | |
| 98,5 | 54,7 | 159,7 | |
| 112,8 | 184,1 | 185,9 | |
| 74,5 | 92,5 | 290,7 | |
| 80,2 | 153,2 | 213,6 | |
| Среднее | 90,3 | 108,0 | 194,7 |
| % | 83,5 | 100,0 | 180,2 |
На основе зональных данных о гидротермических условиях в период вегетации растений яровой пшеницы и показателей сохранности растений (табл. 39) была определена корреляционная связь между выживаемостью растений и условиями климата в Иркутской области.
Показатель корреляционной связи между сохранностью растений перед уборкой и суммой температур выше 10°С за весь вегетационный период в конкретной лесостепной зоне (табл. 39) был самым высоким и составил 0,569. В подтаежной зоне он был в 1,5-2,0 раза ниже и составил соответственно 0,232 и 0,324. Общеизвестно (Машкевич, 1974), что более 95% из всех погибших растений до уборки приходится на период онтогенеза яровой пшеницы до фазы цветения. В этой связи поиск корреляционных связей между сохранностью растений и гидротермическими показателями в период формирования зерна лишен логического смысла. Однако эти показатели оказывают существенное влияние на урожайность растений. Кроме того, важны показатели всего сезона развития.
В том случае, когда мы определяли взаимозависимость между среднесуточной температурой воздуха и сохранностью растений, выяснилась четкая связь между теплообеспеченностью зоны и сохранностью растений (табл. 39). В наиболее теплой остепненной зоне эта связь была наименьшей и составила всего 0,372, а в наиболее прохладной – подтаежной зоне она была наибольшей и доходила до 0,802.
Таблица 39
Коэффициент корреляции между сохранностью растений яровой пшеницы перед уборкой и погодными условиями Предбайкалья
| Показатель | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| Среднесуточная температура воздуха за весь период вегетации яровой пшеницы, °С | 0,372 | 0,575 | 0,802 |
| Сумма активных температур выше 10°С за весь период вегетации яровой пшеницы | 0,232 | 0,569 | 0,824 |
| Сумма температур 15°С и выше за весь период вегетации яровой пшеницы | 0,193 | 0,867 | 0,880 |
| Сумма осадков за весь период вегетации яровой пшеницы, мм | 0,633 | 0,632 | 0,018 |
Анализ корреляционной связи между суммой температур выше 10°С, а также 15°С и выше и сохранностью растений яровой пшеницы перед уборкой показал, ту же, но еще более выраженную зависимость.
Коэффициент корреляции между сохранностью растений и влагообеспеченностью экологических зон показал, что он был высоким в зонах, малообеспеченных влагой. В частности, в остепненной и лесостепной зонах он составлял соответственно 0,633 и 0,632. В зоне с благополучной влагообеспеченностью (подтаежной) этот показатель связи практически не наблюдался, так как был равен 0,018.
В заключение следует отметить, что на показатель сохранности растений несомненное влияние оказали величина температуры воздуха за период вегетации растений и количество осадков, выпавших за этот же период. На основе этих данных можно утверждать, что в остепненной и лесостепной зонах летнее выпадение растений в основном связано с дефицитом влаги, а в подтаежной зоне этот негативный процесс обусловлен дефицитом тепла.
Для определения корреляционной связи между агрометеорологическими условиями и урожайностью растений яровой пшеницы мы использовали 8 гидротермических показателей, представленных в таблице 40. Анализ этих данных позволяет не только оценить ресурсы климата каждой зоны, но и показать тот дефицит тепла, который испытывает формирующиеся семена яровой пшеницы.
Во всех трех зонах среднесуточная температура воздуха за период вегетации растений яровой пшеницы была выше, чем за период формирования зерна. В последнем случае она не превышала 12°С, в то время как по источникам литературы (Илли, 1989) она должна составлять 16-22°С. К аналогичному выводу нас приводят и остальные данные теплового режима в период вегетации растений яровой пшеницы в регионах Иркутской области.
Таблица 40
Средние гидротермические данные за 11 лет по сельскохозяйственным зонам
| Показатель | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| Среднесуточная температура воздуха за вегетационный период яровой пшеницы, °С % | 14,6 106,6 | 13,7 | 12,4 90,5 |
| Среднесуточная температура воздуха за период формирования зерна яровой пшеницы (август, сентябрь), °С % | 12,2 103,4 | 11,8 | 11,2 94,9 |
| Сумма температур воздуха выше 10°С за весь период вегетации яровой пшеницы % | 1806,7 107,7 | 1677,3 | 85,21 |
| Сумма температур воздуха выше 10°С за период формирования зерна яровой пшеницы (август, сентябрь), % | 638,0 108,0 | 590,7 | 510,9 86,5 |
| Сумма температур 15°С и выше за вегетационный период яровой пшеницы, °С % | 1363,9 119,9 | 1143,7 | 903,2 78,9 |
| Сумма температур 15°С и выше за период формирования зерна яровой пшеницы (август, сентябрь), °С % | 348,5 113,4 | 307,3 | 243,0 79,1 |
| Сумма осадков за вегетационный период яровой пшеницы, мм % | 212,7 80,4 | 264,5 | 337,2 127,5 |
| Сумма осадков за период формирования зерна яровой пшеницы (август, сентябрь), мм % | 90,3 83,6 | 108,0 | 194,7 180,2 |
Далее важно было выяснить, какова связь между этими гидротермическими показателями климата Иркутской области и продуктивностью растений.
Анализ динамики урожайности яровой пшеницы по трем сельскохозяйственным зонам региона (табл. 41) за период с 1996 по 2006 год показал, что в отдельные годы она по зонам колеблется от 6,0 ц/га (в остепненной зоне) до 49,1 ц/га (в подтаежной). При соблюдении рекомендуемой технологии возделывания яровой пшеницы на сортоучастках по парам это довольно большая разница в урожайности. Урожайность в лесостепной зоне Предбайкалья составила в среднем за 11 лет 27,0 ц/га. Так как в этой зоне находится основная часть пашни Иркутской области величину урожайности по этой зоне мы приняли за контрольный вариант. В остепненной зоне средняя урожайность составила 10,7 ц/га. По сравнению с лесостепной зоной это всего лишь 39,7%. В подтаежной зоне средняя урожайнось составила 31,1 ц/га. Это в 3 раза больше, чем в остепненной зоне, и на 15,2% больше, чем в контрольной лесостепной зоне.
Таблица 41
Урожайность яровой пшеницы на сортоучастках Предбайкалья, ц/га
| Год | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| 17,3 | 29,7 | 35,6 | |
| 12,3 | 24,3 | 28,1 | |
| 12,8 | 40,6 | 31,7 | |
| 15,1 | 28,5 | 37,8 | |
| 6,7 | 13,5 | 25,8 | |
| 9,5 | 23,8 | 26,2 | |
| 7,3 | 25,4 | 33,4 | |
| 6,0 | 16,3 | 23,3 | |
| 7,0 | 34,3 | 29,3 | |
| 6,0 | 29,2 | 49,1 | |
| 18,1 | 31,8 | 22,1 | |
| Среднее | 10,7 | 27,0 | 31,1 |
| % | 39,7 | 115,2 |
Анализ показателей корреляционных связей (табл. 42) показал, что урожайность растений яровой пшеницы в Иркутской области во многом зависит от величины суммы активных температур за период вегетации. Оказалось, чем прохладнее зона (по сумме температур выше 10°С), тем эта зависимость выше. Коэффициент корреляции по остепненной, лесостепной и подтаежной зонам составлял соответственно 0,397; 0,549 и 0,624.
Когда этот температурный показатель был взят за отрезок времени, приходящийся на период формирования зерна, то зависимость урожайности растений оказалась еще выше и, соответственно, выше названной последовательности зон, коэффициент корреляции составил 0,508; 0,638 и 0,661. В том случае, когда мы к критерию температуры предъявили еще большие требования, то есть избрали ту сумму температур, при которой за весь период вегетации среднесуточная температура воздуха не опускалась ниже 15°С, зависимость продуктивности растений от температуры стала соответственно: 0,548; 0,713 и 0,777. И, наконец, когда мы определили зависимость продуктивности растений от суммы температур воздуха 15°С и выше в период формирования семян, то она оказалась наивысшей и соответственно составила 0,699; 0,787 и 0,802.
Таблица 42
Коэффициент корреляции между урожайностью яровой пшеницы
и погодными условиями за 11 лет по зонам региона
| Показатель | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| Сумма активных температур выше 10°С за весь период вегетации яровой пшеницы | 0,397 | 0,549 | 0,624 |
| Сумма активных температур выше 10°С за период формирования зерна пшеницы | 0,508 | 0,638 | 0,661 |
| Сумма температур 15°С и выше за весь период вегетации яровой пшеницы | 0,548 | 0,713 | 0,777 |
| Сумма температур 15°С и выше за период формирования зерна пшеницы | 0,699 | 0,787 | 0,802 |
| Среднесуточная температура воздуха за весь период вегетации яровой пшеницы, °С | -0,264 | 0,545 | 0,414 |
| Среднесуточная температура воздуха за период формирования зерна пшеницы, °С | 0,092 | 0,536 | 0,626 |
| Сумма осадков за весь период вегетации яровой пшеницы, мм | 0,743 | 0,627 | 0,504 |
| Сумма осадков за период формирования зерна пшеницы, мм | 0,799 | 0,668 |
Таким образом, нам удалось выяснить, что в условиях Иркутской области растения яровой пшеницы не обеспечены достаточным количеством тепла, в какой бы сельскохозяйственной зоне они не произрастали. Отсюда вытекает однозначный вывод о том, что в Иркутской области наряду с зональной технологией выращивания пшеницы обязательно необходимо использовать природные ресурсы теплых элементов рельефа, где и агротехника должна соответствовать особенностям ландшафта.
Наряду с ресурсами температуры не менее важное значение для формирования высокого урожая имеет влагообеспеченность растений. Оказалось, что корреляционная связь между урожайностью и количеством осадков, выпавших за период вегетации растений, достаточно высока и составляет по зонам соответственно 0,743; 0,627 и 0,504. Сказанное означает, что сибирские сорта в условиях Иркутской области неустойчивы к весенне-летней засухе и низкой положительной температуре в период формирования семян. По этой причине необходимо обязательно использовать ресурсы микроклимата. Это особенно важно в семеноводстве для получения биологически полноценных семян, так как сортовой потенциал продуктивности растений также во многом зависит от биологических качеств семян.
Итоговые данные по показателям полевой всхожести, сохранности растений и их продуктивности представлены в таблице 43.
Таблица 43
Показатели полевой всхожести, выживаемости растений
и урожайности яровой пшеницы, % по отношению к остепненной зоне
| Показатель | Зона | ||
| остепненная | лесостепная (контрольная) | подтаежная | |
| Полевая всхожесть | +21 | +30 | |
| Сохранность растений | +32 | +64 | |
| Урожайность | +52 | +91 |
Во-первых, остепненная зона наиболее засушливая. Следовательно, увеличение влагообеспеченности приводит к увеличению всех трех показателей биологического качества семян.
Во-вторых, как уже здесь неоднократно отмечалось, сибирские сорта яровой пшеницы не обладают признаком засухоустойчивости. В этой связи семеноводство биологически полноценных семян является непременным условием в системе семеноводства Иркутской области.
Об этом же свидетельствует вышеприведенные данные, полученные нами при расчете корреляционных связей между показателями гидротермических условий и показателями биологического качества семян, формирующих выживаемость растений в полевых условиях и их урожайность. Вместе с тем эти же данные показали, что ни в одной из имеющихся трех экологических зон агроклиматические условия не являются оптимальными для получения биологически полноценных семян яровой пшеницы. Отсюда следует важный вывод о том, что решение проблемы семеноводства в условиях Иркутской области, по нашему мнению, возможно лишь при использовании здесь ресурсов микроклимата рельефа в каждой из трех агроклиматических зон. Между тем в литературе отсутствует сведения о научном обосновании практического использования ресурсов микроклимата рельефа Иркутской области в системе семеноводства и производстве товарного зерна. Этим аспектам проблемы и посвящены результаты наших исследования, которые изложены в последующем разделе работы.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 68; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!