Анализ структуры урожая озимой пшеницы

Продуктивность и структура урожая озимой пшеницы

Урожайность озимой пшеницы — это количество зерна, полученного с одного гектара в результате жизнедеятельности определенной совокупности растений, которая состоит в усвоении питательных веществ и воды из грунта и синтеза органических веществ под действием солнечной энергии.

Основные составляющие урожая

Общеизвестно, что величина урожая зависит от двух главнейших показателей — густоты продуктивного стеблестоя и массы зерна с одного колоса. Биологический урожай определяют по формуле:

Вбиол = Г х М х 10000 : 100000 = Г х М : 10

Вбиол — биологический урожай, ц/га;

Г — густота продуктивного стеблестоя, шт/м2;

М — масса зерна с одного колоса, г;

10 000 — коэффициент перерасчета с 1 м2 на 1 га;

100 000 — коэффициент перевода с г/га в ц/га.

Эти две составляющие урожая являются обобщающими показателями. На них влияет много факторов, которые можно разделить на две группы — метеорологические и технологические. Ясно, что всю сложность и многогранность жизненного цикла растений на протяжении вегетационного периода может отобразить только совокупность факторов. Поэтому для видения реального значения составляющих урожая нужно учитывать даже наименее значимые показатели структуры урожая. Детальный анализ составных частей продуктивности необходим для морфологического контроля за растениями и возможности целенаправленного влияния на формирование определенных элементов структуры урожая.

Густота продуктивного стеблестоя охватывает ряд более мелких показателей. В первую очередь, она зависит от коэффициента кущения (К) и количества растений на 1 м2 (Р, шт/м2). Увеличение одного из них приводит, как правило, к уменьшению другого, т.е. они взаимосвязаны. Базисным показателем в данном случае является густота растений. На посевах с густотой свыше 400-500 растений на 1 м2 коэффициент кущения редко превышает показатель 1,5. Необходимая густота продуктивного стеблестоя (500-700 шт/м2) формируется, в основном, за счет количества растений. Функция коэффициента кущения минимальна, поскольку большинство растений имеют один стебель.

В посевах, где взошло и развивается 200-300 растений, основная роль в формировании продуктивного стеблестоя принадлежит уже не количеству растений, а коэффициенту кущения. Т. е., имея низкий базисный показатель, можно с помощью агротехнических мероприятий компенсировать стеблестой другим показателем — коэффициентом кущения, который возрастает до уровня 2-3. Итак, густоту продуктивного стеблестоя перед уборкой можно выразить формулой:

Г = К х Р (Формула 2)

Густота растений не может быть постоянной величиной. Она изменяется за время вегетации в сторону уменьшения и зависит, прежде всего, от нормы высева. В данном случае берется во внимание норма высева (в млн) похожих семян на один гектар, вернее, коэффициент высева (КВ). Этот показатель может колебаться в довольно широком диапазоне — от 2,0 млн/га до 7,0 млн/га. Он зависит от зоны выращивания, плодородия почвы, условий увлажнения и особенностей применяемой технологии. Высевая большее или меньшее количество семян, мы закладываем основу для принятия решений по применению определенных агроприемов во время дальнейшего ухода за посевами.

Статистические данные свидетельствуют, что до половины высеянных семян не дают всходов. Поэтому чрезвычайно важно учитывать показатель полевой всхожести (П, %), имеющий едва ли не наибольшее, после нормы высева, влияние на количество растений на единице площади. Норму высева мы устанавливаем путем расчетов. Полевая всхожесть — показатель, который определяется уже условиями прорастания и качеством работ во время сева. Она рассчитывается как отношение количества проросших растений к количеству высеянных похожих семян на единице площади.

Часть взошедших растений может погибнуть от неблагоприятных условий зимовки. Поэтому учитываем в формуле показатель зимостойкости (3,%), который показывает количество растений, сохранившихся до весны, по отношению к количеству растений перед вступлением в зимовку. Гибель растений зимой в условиях Западной Украины незначительна. Этот показатель можно корректировать агротехникой.

Значительная часть растений и отдельных стеблей выпадает во время весенне-летней вегетации. В отдельные годы в этот период может выпасть около трети растений. Поэтому важно определенными агроприемами уменьшить засоренность, защитить посевы от полегания, болезней и вредителей. Выживание растений за весенне-летний период (В, %) определяется отношением количества растений перед сбором урожая к их количеству после возобновления весенней вегетации.

Таким образом, зависимость густоты растений от других элементов структуры урожая можно выразить формулой:

Р = КВ х П х 3 х В : 10000

А формула густоты продуктивного стеблестоя после подстановки детализированного значения густоты растений (Р) в формулу 2 приобретет следующий вид:

Г = ККВП-ЗВ: 10000

Уменьшение густоты продуктивного стеблестоя ниже определенного оптимального уровня вследствие потерь растений и стеблей за зиму и весенне-летнюю вегетацию приведет к закономерному снижению урожайности посевов. Чтобы не допустить этого, необходимо возможные потери продуктивности компенсировать увеличением другого показателя структуры, который закладывается и формируется позднее, — продуктивностью колоса. Даже при условии уменьшения густоты продуктивного стеблестоя до 300-400 шт/м2 определенными агроприемами можно увеличить продуктивность колоса до 1,5 г, что даст возможность собрать 40-60 ц/га. Такой же уровень урожая будет при густоте 400-600 колосьев на 1 м2 и массе зерна с колоса примерно 1 г. Снижение числа и массы зерен при сильном кущении растений обусловлено ростом конкуренции между побегами кущения. Наиболее высокий урожай возможен при оптимальном объединении обоих показателей.

Итак, проанализируем составные части другого обобщающего показателя структуры урожая озимой пшеницы — массы зерна с одного колоса. Что стоит за этим показателем?

Озерненность колоса в первую очередь определяется количеством колосков, образовавшихся на выступах колосового стержня. Чем больше колосков, тем больше зерен в колосе и масса зерна с одного колоса. У озимой пшеницы среднее число колосков в колосе находится в пределах 16-22 шт. Это сортовой признак, увеличивать который можно также агротехническими мероприятиями. В частности, наибольшее влияние на количество колосков в колосе (УК, шт.) имеют удобрения.

Медленное прохождение начальных этапов органогенеза, особенно III и IV, также способствует закладке большего количества колосков.

В пшенице каждый колосок имеет 2-3, реже 4 и 5 сформированных цветков, которые дают зерно. Остальные цветки развиваются не полностью и не образуют зерен. На ранних фазах формирования колоса в колоске закладывается до 8-9 зачатков цветков, но как только первые 2-4 цветка достигнут определенной степени развития, остальные вышерасположенные цветки перестают расти. По данным А. И. Носатовского, повышением уровня питания в нужный период можно получить до 11 цветков и до 8 зерен в колоске. Поэтому изучение условий формирования колоска с большим числом цветков и зерен в нем является важнейшей задачей исследователей. При недостатке влаги и питательных веществ значительная часть завязанных зерен не развивается. Максимальное количество зерен (КЗ, шт.) формируется в колосках в середине колоса и уменьшается в колосках, идущих в сторону верхушки и основы колоса. В большинстве колосков содержится по три зерновки, в средней части — четыре, а на концах колоса — по две. Считается, что 25-35 шт зерен в колосе могут обеспечить урожайность 30-50 ц/га. Реально в одном колосе можно получить 70 зерновок, что удвоит продуктивность посевов.

Показатели, влияющие на продуктивность

В продуктивности колоса базисным показателем является количество колосков в колосе, поскольку этот элемент структуры закладывается и формируется первым. Закладку меньшего количества тех органов, которые формируются на более ранних этапах развития, можно компенсировать органами, образующимися позднее. Уменьшение урожая от элементов структуры, которые формируются первыми, вследствие возможности компенсации может быть незначительным. И наоборот, компоненты продуктивности, формирующиеся в конце развития озимой пшеницы, почти не имеют возможности для компенсации, а потому снижение урожая может быть значительным. Небольшое количество продуктивных побегов может компенсироваться в процессе развития увеличением числа колосков в колосе; меньшее число колосков в колосе компенсируется ростом числа зерен в колоске, а малое число зерен компенсируется повышением массы 1000 зерен.

Необходимое количество отдельных органов растения, от которых зависит продуктивность, может быть достигнуто благодаря закладке большего числа органов или меньшей их редукции.

Кроме этих показателей, масса зерна с одного колоса зависит от массы зерновки (МЗ, г). Она зависит, в основном, от условиий роста и ухода на более поздних фазах вегетации. Особое значение имеют здесь удобрения и защита посевов от болезней, вредителей и полегания.

Масса зерновки зависит не только от условий развития, а в первую очередь определяется длиной цветковых чешуек, рост которых заканчивается уже во время колошения. Подкормка азотными удобрениями, проведенная к окончанию формирования цветковых чешуек, может способствовать их увеличению. Более поздние подкормки уже не влияют на размеры чешуек и длину зерна, но способствуют росту зерен до полного заполнения пространства между цветковыми чешуями.

Особая роль массы зерновки, сравнительно с другими компонентами урожая, заключается в том, что закладка и формирование зерновки происходит в сжатые сроки и уменьшение ее массы не может быть компенсировано никакими другими элементами урожая.

Все показатели, определяющие массу зерна колоса, зависят от особенностей сорта, метеорологических условий и могут регулироваться большинством агротехнических мероприятий.

Структурная формула урожая

Таким образом, массу зерна с одного колоса можно разложить на три главные составные части:

М = МЗ х УК х КЗ (Формула 5)

Теперь в формулу урожая озимой пшеницы вместо двух обобщенных значений Г и М будут включены основные конкретизированные элементы структуры, от которых зависит продуктивность посевов. Делаем акцент на слове «основные», так как их, в свою очередь, можно разложить на более простые составные части, которых значительно больше. Так, в разработанной нами схеме (клубок урожайности) их насчитывается свыше полсотни.

Заменив значение Г (формула 4) и М (формула 5) их составными компонентами, получим такой вид формулы 1:

Вбиол = (К х КВ х П х 3 х В : 10000) х (МЗ х УК х КЗ) : 10

Сделав соответствующие упрощения в формуле, имеем окончательный ее вариант:

Вбиол = К х КВ х П х 3 х В х МЗ х УК х КЗ : 100000, ц/га

Структурная формула урожая позволяет анализировать не только значение конкретного элемента продуктивности, но и в результате логического объединения оптимальных параметров структурных единиц, роста и ухода на более поздних фазах вегетации, пишет журнал «Зерно».

Источник

Характеристика высококачественных сортов озимой мягкой пшеницы по элементам структуры урожая

3.2. Характеристика высококачественных сортов озимой мягкой пшеницы по элементам структуры урожая

Урожайность- результат взаимодействия растительного организма с окружающей средой под воздействием человека. Главными компонентами, определяющими формирование урожая озимой пшеницы, являются число продуктивных стеблей на единицу площади, величина и продуктивность одного колоса.

Различают общую и продуктивную кустистость. Под общей кустистостью понимают среднее количество стеблей, которое приходится на одно растение, независимо от степени развития побегов.

Продуктивная кустистость-среднее количество нормально развитых стеблей, дающих зерно, на одно растение.

Приемы возделывания, генотипы сортов и погодные условия озимой пшеницы способствуют образованию от одного до двух и более продуктивных стеблей.

С агрономической точки зрения, оптимальная площадь питания, при которой достигается не наибольшая продуктивность отдельного растения, а максимальный урожай с гектара основной продукции, то есть густота стояния растений во многом зависит от норм высева. В то же время, густота стеблестоя в свою очередь зависит от норм высева и выживаемости. При редком стоянии растений больше образуется подгона. В результате формируется не выровненное зерно, растягивается срок его созревания. На сильно загущенных посевах зерно обычно образуется щуплым с низкими товарными и посевными качествами.

Продуктивная кустистость обычно восполняет густоту в полевых условиях и является полезным биологическим приспособлением растений к условиям среды. Она находится в обратной зависимости от количества сохранившихся к уборке растений. В уплотненных посевах в определенной степени подавляется общая и продуктивная кустистость. Общая тенденция заключается в том, что по мере улучшения плодородия почвы и водного режима густота стеблестоя должна расти. Продуктивная кустистость является буферным элементом для повышения урожайности. В благоприятные годы урожайность растет в значительной мере за счет побегов кущения. Установлено, что, если боковые побеги погибают вследствие, например, засухи, то их вещества утилизирующей главный побег. В наших исследованиях сорта различаются по количеству продуктивных стеблей, что видно из таблицы (таб 7).

Число продуктивных стеблей в зависимости от генотипа сорта озимой пшеницы

В 2000 г. у изучаемых сортов густота продуктивного стеблестоя колебалась от 525 у Юны до 622 у Деи. Самый высокий стеблестой в этом году у сорта Дея ( >600 шт), меньше всего продуктивных стеблей в отличие от других сортов сформировала Юна (525 шт). В 2001 г. все сорта сформировали относительно одинаковый стеблестой — более 60 шт. на 1м 2 .

В среднем за два года изучения наибольший стеблестой (> 600шт/м 2 ) наблюдался у сортов Дея, Эхо, Победа 50, наименьший ( 2 ) — Юна, Скифянка.

Вторым компонентом урожая считается число зерен в колосе. Число зерен в колосе тесно связано с урожайностью и определяется условиями среды в периоды закладки, дифференциации колоса и цветения и может изменятся в широких пределах от 8-12 до 50-55 шт. В наших исследованиях — от 22 до 34 (табл.8).

Озерненность колоса относится к сильно варьирующим признакам. Низкая озерненность колоса объясняется низкой относительной влажностью воздуха, высокой температурой и недостатком влаги в почве. Улучшение водного режима способствует увеличению размера колоса и его озерненности.

Озерненность колоса пшеницы определяется экологическими условиями и уровнем развития продуктивного стеблестоя. На озерненность колоса оказывает влияние продолжительность периода кущение-колошение. С удлинением этого периода озерненность колоса наибольшее влияние оказывают осадки следующих периодов вегетации: всходы — колошение и кущение-колошение.

В 2000г. самое большое число зерен с колоса наблюдается у сортов Юна и Эхо (33,0 и 29,0 шт. соответственно), в 2001 г. этот признак лучше сформировался у Деи и Эхо (33,7 и 31,1 шт. соответственно). Выравненность сортов по этому признаку за два года исследований была примерно одинаковой. Высокая выравненность по числу зерен в колосе отмечена в 2001 г. у Победы 50 (V=11,2%).

Важным элементом структуры урожая является средняя продуктивность колоса. Озерненность его напрямую связана с массой зерна с колоса.

Между урожаем зерна с единицы площади и массой зерна с одного колоса Лукьяненко П. П. Установил положительную связь (r=0,70). Однако, такая связь не постоянна. Также положительную связь наблюдают между массой зерна с одного колоса и массой 1000 зерен, но по данным разных исследователей необходимо стремиться к оптимальным значениям. На массу зерна с колоса большое влияние оказывают сортовые различия и агроэкологические условия. Основные элементы структуры урожая находятся во взаимной связи между собой. Между озерненностью колоса и массой зерна с колоса в большинстве случаев проявляется положительная связь. Самая высокая масса зерна с колоса в 2000 г. у сорта Победа 50 и Эхо (1,13 г. и 1,07 г. соответственно), в 2001 г. – у Деи и Эхо (1,20-1,21 г). За два года наблюдений наиболее стабильно проявили себя сорта Юна и Эхо, сформировав самое большое число зерен с колоса. Низкие значения показал сорт Победа 50. За два года продуктивность колоса у всех сортов была выше 1 г. Исключение составляет Дея, которая в 2000 г. имела массу зерна с колоса около 1 г.

Элементы структуры урожая сортов озимой мягкой пшеницы в зависимости от генотипа и условий выращивания

Продуктивность колоса связана с его длинной и числом колосков. Однако, размер этих признаков зависит от многих факторов. К основным из них относятся продолжительность и интенсивность светового дня, спектральный состав, недостаток элементов питания в почве, особенно в период формирования колоса.

Длина колоса и число колосков в нем у разных сортов озимой пшеницы

В 2000 г. к крупноколосым сортам можно отнести Эхо, Юну и Дею (табл. 9). Сорта к этому же имеют и наибольшее число развитых колосков (15,8 и 14, 8 шт соответственно). Остальные сорта занимают среднее положение по этим признакам. В 2001 г. к крупноколосым сортам можно отнести сорт Дея (10,0 см), а мелкоколосым — Победу 50 и Юну, у которых колос колеблется в пределах 6-7 см. По числу развитых колосков лучшими сортами выделились Дея и Юна. Хорошо проявил себя сорт Эхо, который сформировал 18,0 колосков против 16,0 у стандарта. Меньше всего колосков у сорта Победа 50. Выравненность сортов по двум этим признакам была высокой, за исключением сорта Дея по числу колосков. Различия между сортами по элементам структуры урожая хорошо видно на рисунке.

Погодные условия, реализация генетической продуктивности, элементы структуры урожая и поражение болезнями комплексно сказались на формировании урожайности.

Элементы структуры урожая разных сортов озимой пшеницы

Источник