Структура урожая озимой пшеницы как определяется

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

Автор:
Владимир Лихочвор

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:

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

В_биол – биологический урожай, ц/га;

Г – густота продуктивного стеблестоя, шт/м 2 ;

М – масса зерна с одного колоса, г;

10 000 – коэффициент перерасчета с 1 м 2 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 стеблестоя

Густота продуктивного стеблестоя охватывает ряд более мелких показателей. В первую очередь, она зависит от коэффициента кущения (К) и количества растений на 1 м 2 (Р, шт/м 2 ). 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 м 2 коэффициент кущения редко превышает показатель 1,5. Необходимая густота продуктивного стеблестоя (500-700 шт/м 2 ) 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.

Полевая всхожесть

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

Продуктивность колоса

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/м 2 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 м 2 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:

В_биол = (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:

В_биол = 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.

Источник

Системный подход к анализу структуры урожайности озимой пшеницы

Результаты исследований по использованию системного подхода к анализу структуры урожайности. Выявление качественной троичности и количественной восьмимерности типов структуры урожайности. Анализ элементов алгоритма для оценки селекционного материала.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Системный подход к анализу структуры урожайности озимой пшеницы

В статье приведены результаты исследований по использованию системного подхода к анализу структуры урожайности. Выявлена качественная троичность и количественная восьмимерность типов структуры урожайности. Тип структуры урожайности с тремя плюсами («+ + +«), превосходящий стандарт по трём признакам, рекомендуется использовать как элемент алгоритма для оценки селекционного материала.

The article presents results of research into the use of system approach to the analysis of productivity structure. We have established that according to quality there are three types of productivity structure and eight types according to quantity. The type of productivity structure, having three pluses (`+ + +’), that is, surpassing three standard indicators, is recommended to use as an element of algorithm for evaluation of selection material.

Структура урожайности озимой пшеницы и всех злаков включает в себя число колосьев (соцветий), число зерен в колосе и массу 1000 зерен. При этом самая высокая и самая низкая урожайность с единицы площади состоит из этих трех качественных компонентов. Количественное же их состояние изменяется очень сильно от свойств сорта, от условий среды и от принятых технологий. Три элемента структуры урожайности в конечной форме есть итог жизнедеятельности всего онтогенеза и интегрально отражают в количественной форме благоприятность или неблагоприятность условий среды и свойств сорта. Три исходных признака позволяют построить целостную систему из восьми и только восьми подсистем. Системой в нашем анализе выступает «озимая пшеница», она обладает целостностью именно как система, т. е. она имеет параметры воспроизводимости, сохраняемости и приспособляемости. Целостные системы проявляются в «бесконечности форм» [5]. Следовательно, многочисленные сорта и конкретная урожайность — все это проявления одной целостной системы «озимая пшеница». В этой системе мы рассматриваем только структуру урожайности как одну из форм (подсистем) системы «озимая пшеница». Можно было бы рассматривать формы (подсистемы) «онтогенез», «приспособление», «используемая часть», «устойчивость», «наследственность», «озимость», «семена» и т.д., все они проявления «бесконечности форм» целостной системы «озимая пшеница».

Цель исследований — изучение системного подхода к анализу элементов структуры урожайности сортов и семей озимой пшеницы.

Системный подход обладает упорядочивающим свойством, позволяя многообразие объектов и явлений объединить в определенный порядок, т.е. в систему. При этом системный подход несет в себе «логическую гомологию» [3], что позволяет закономерности одной системы использовать для выявления закономерностей в других системах. Имеется несколько концепций системного подхода. Наиболее известной считается концепция Л. Берталанфи [3]. Более конкретные обобщения сделаны в ОТС (общая теория систем) Ю.А. Урманцева [2] и А.И. Уёмова [1]. Литература по системному анализу огромна. урожайность селекционный троичность

Для анализа результатов своей работы мы использовали системные обобщения В.А. Карпова [6], это же название имеет и его докторская диссертация [7]. В.А. Карпов принимает как базовый тезис категорию триадности. Триадность обнаруживается в барионном коде (три кварка), в химическом коде (три нуклеотидных основания) и других кодах. Такой подход обладает эвристической мощностью и алгоритмичностью [7]. В.А. Карпов на филологическом материале предсказательно и увлекательно обосновал системное многообразие и целостность языка, пользуясь категорией триадности и вытекающей из нее восьмимерности [6, 7]. Имеется обоснование, что триадность присуща всем системным объектам [8].

В своей работе мы анализировали полученную урожайность и ее структуру у 33 сортов озимой пшеницы из мировой коллекции ВИРа, изучавшихся 13 лет в полевых условиях 1994-2007 гг., всего 429 урожайностей. Опыты закладывались по методике ВИР по изучению коллекционного материала [9].

Исследования проводились на опытном поле кафедры селекции и генетики БГСХА. Почвы опытного участка дерново-среднеподзолистые, развивающиеся на лессовидном суглинке, с глубиной пахотного горизонта 20-22 см. Содержание гумуса в почве составляет 1,4%. Подвижных форм фосфора 180 и калия 230 мг/кг почвы. Реакция почвенной среды рН — 5,8. Фон удобрений складывался из осеннего внесения N15P30K60 и весенней подкормки N50. В ходе вегетации средств защиты и ретардантов не применяли. В статье анализируются следующие элементы структуры урожайности: густота колосостоя (количество колосьев на 1 м 2); озерненность колоса; масса 1000 зерен, масса зерна с 1 м 2.

В качестве методов исследования применялись структурный анализ элементов продуктивности [9]; системный анализ результатов исследований [6, 7]; математические методы в биологии [4].

Конкретный системный анализ структуры урожайности состоит в следующем. Три качественных элемента урожайности — колосья с единицы площади, число зерен с колоса и масса 1000 зерен — количественно могут быть больше или меньше контроля. Три качественных элемента и два количественных состояния дают восемь сочетаний, или типов структуры урожайности (рис.).

Рис. Схема качественной троичности и количественной восьмимерности типов структуры урожайности.

Например, сочетание 1) «+ + +» означает, что число колосьев, число зерен в колосе и масса 1000 зерен конкретной структуры урожайности больше аналогичных показателей у контроля. Сочетание 2) «+ + -» включает, что число колосьев и число зерен в колосе больше, а масса 1000 зерен меньше, чем в контроле. В качестве контроля служит сорт-стандарт, или среднее значение анализируемого материала, или условно принятое значение каждого из трех элементов. В нашем случае за контроль взято среднее значение трех элементов из 429 урожайностей. Случаи, когда значение элемента какой-либо конкретной урожайности и контроля были равны, встречались крайне редко и они относились к плюсу (+).

Типы структуры урожайности выделялись следующим образом. В табл. 1 представлена часть цифр из 429 урожайностей. За контроль приняты средние значения элементов структуры урожайностей из 16 разных урожайностей.

Таблица 1. Структура урожайности и выделение ее типов по элементам структуры у озимой пшеницы за 1994—2007 гг. изучения.

Источник