Биологические особенности озимой пшеницы

В озимых посевах в Беларуси возделывается вид мягкой пшеницы Triticum aestivum L., представленный разными разновидностями. Этот вид относится к семейству Мятликовые (Злаковые).

Озимая пшеница предъявляет высокие требования к условиям произрастания. Зерно озимой пшеницы способно прорастать при температуре 1...2 ⁰С, а ассимиляционные процессы начинаются при 3...4 ⁰С. Быстро и дружно всходы появляются при температуре 15...18 ⁰С.

Кущение у озимой мягкой пшеницы начинается примерно через 15 дней после появления всходов; оно протекает осенью и весной. Продолжительность осеннего периода кущения при нормальных условиях составляет в среднем 25...35 дней, весеннего – 30…40 дней, таким образом, без учета зимнего покоя кущение озимой пшеницы проходит примерно на уровне 55...75 дней.

Для хорошего кущения нужна влага в верхнем слое почвы. Резко повышается кустистость при внесении азотных удобрений и при посеве крупными семенами. При оптимальном сроке посева у пшеницы с осени развиваются 3...6 побегов. Такого состояния они могут достигнуть, если посев проводят не позже чем за 50...60 дней до прекращения осенней вегетации, а сумма среднесуточных температур за этот период составляет 500...550 ⁰С, из которых на долю фазы кущения приходится около 200 ⁰С. Наиболее продуктивны обычно те растения, которые в фазе налива и созревания зерна имеют общую кустистость 4...5 побегов, а продуктивную – 2.

Развитие корневой системы взаимосвязано с ростом надземной массы. При благоприятных условиях до ухода в зиму у озимой пшеницы хорошо развиваются первичные корни, которые проникают на глубину до 100 см и распространяются вширь до 30...40 см. В фазе кущения одновременно с закладкой и ростом боковых побегов формируется узловая (или вторичная) корневая система. Вторичные корни к концу вегетации углубляются до 20...50 см, а к уборке – на 80...100 см. С увеличением числа узловых корней продуктивность растений возрастает.

Выход в трубку у озимой пшеницы наступает в первой половине мая при температуре не менее 10 ⁰С. Колошение начинается с появления колоса из пазухи последнего листа. В зависимости от погодных условий оно наступает на 25...35 день после начала выхода в трубку. Продолжительность периода от весеннего пробуждения до колошения пшеницы колеблется от 55 до 75 дней.

Цветет пшеница около недели, а формирование, налив и созревание зерна продолжается 30...40 дней. Недостаток влаги и питательных веществ в почве в этот период ухудшает налив зерна, увеличивает череззерницу и снижает урожайность.

Наиболее благоприятны для формирования зерна пшеницы относительно высокие температуры воздуха в период колошение - восковая спелость. В это время растениям необходима температура 18...20 ⁰С. При повышении температуры воздуха в фазе созревания зерна до 22...25 ⁰С содержание белка в зерне возрастает.

Сроки наступления полной спелости зерна зависят от многих факторов, среди которых немалая роль принадлежит почвенно-климатическим условиям, приемам возделывания и сортовым особенностям. В Гродненской области полная спелость озимой пшеницы обычно наступает в конце июля - первых числах августа. При прохладной и дождливой погоде в весенне-летний период вегетации увеличивается продолжительность всех фаз, задерживается созревание зерна, сухая же и жаркая погода ускоряет созревание зерна.

Требования к условиям произрастания.Среди зерновых культур озимая пшеница – одна из наиболее требовательных к факторам внешней среды. К тому же ни один из факторов не может быть заменен другим, свет - теплом, температура - влагой и т.д. Учет этих условий позволяет правильно определить насколько климат конкретного района соответствует условиям и требованиям произрастания культуры. Требования озимой пшеницы к этим факторам на протяжении вегетации не остаются постоянными. Они меняются в зависимости от возраста растений, состояния их, погодных условий и других причин.

Требования к свету. Одним из основных элементов климата, от которого зависит уровень развития и интенсивность физико-географических процессов, проходящих на земле, является свет и солнечная радиация. К.А. Тимирязев (1937) считал, что предел плодородия земли определяется не количеством вносимых удобрений и потребляемой воды, а количеством световой энергии, посылаемой солнцем на данную поверхность. Поглощая с помощью зеленого пигмента - хлорофилла громадное количество солнечной энергии, растения преобразуют ее в энергию органических соединений, в массу своего “тела”. Поэтому основная задача земледельцев- заставить растение наилучшим образом утилизировать энергию солнца для запасания органических веществ. Следовательно, от объема фотосинтетической деятельности растений, от величины коэффициента использования ими солнечной энергии зависит их продуктивность и в конечном счете урожай.

Приход радиации определяется астрономическими и метеорологическими факторами. Продолжительность солнечного сияния оказывает большое влияние на продуктивность.

Пшеница относится к растениям длинного дня. В весенний период вегетации продолжительный световой день (не менее 13-14 ч) способствует накоплению большого количества пластических веществ и формированию вегетативной массы растений.

Интенсивное освещение в конце фазы кущения – начале выхода в трубку обеспечивает формирование мощной ассимилирующей поверхности. Продуктивность фотосинтеза в солнечную погоду в этот период может подниматься до 10 – 14 г/м² в сутки.

Солнечная погода в начале фазы выхода в трубку способствует формированию коротких, но прочных нижних междоузлий, что повышает устойчивость стеблей к полеганию. На сильно загущённых посевах через травостой проникает не более 10% солнечных лучей. На таких полях возможно полегание даже в годы, когда в начале фазы выхода в трубку были солнечные дни.

Сочетания солнечной и ясной погоды с хорошей обеспеченностью растений влагой и оптимальными температурами (18 – 22 ⁰С) в период формирования и созревания зерна – один из важнейших факторов получения высокого урожая. Продуктивность фотосинтеза сохранившей жизнедеятельность ассимилирующей поверхности в этот период может подниматься до 18 – 30 г/ м² в сутки. Благодаря этому зерно формируется крупным и полновесным.

Требования к температуре. Наряду со светом основным фактором жизни растений является тепло. Влияние тепла сказывается на развитии растений от момента набухания семян в почве, до созревания нового урожая, при этом рост и развитие растения в каждый период его жизни протекает только в определенном диапазоне температур. К тому же каждое растение для развития требует определенного количества тепла.

С учетом того, что озимая пшеница для созревания или технической спелости требует примерно 1400...1500⁰С сумм эффективных температур, можно заключить, что на всей территории Беларуси вполне хватает тепла для выращивания этой культуры. Более того, по средним многолетним данным после уборки урожая озимых остаются неиспользованными суммы температур выше 10⁰С; на севере республики около 700⁰С, в средней части – 800…900⁰С, на юге – 1000…1100⁰С, что составляет соответственно 32...34, 37...40 и 42...43% имеющихся ресурсов биологически активного тепла.

Большое влияние на формирование урожая и высококачественного зерна пшеницы оказывает режим температур в период вегетации растений.

В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурным условиям. В период всходов и кущения оптимальной является температура от 12 до 14 ⁰С. В переходном к зиме периоде наиболее благоприятна для развития пшеницы сухая ясная и тёплая погода: днём 10 – 12 ⁰С с понижением температуры ночью до 0 ⁰С и ниже. Такая температура способствует хорошей закалке растений пшеницы, что повышает её выносливость в зимне - весенний период.

Устойчивость озимой пшеницы к отрицательным температурам во время перезимовки в значительной мере зависит от степени развитости растений, условий, сопровождающих закалку, влажности верхнего слоя почвы и других факторов. Наибольшую устойчивость к низким отрицательным температурам она приобретает в фазе кущения, когда имеется 2 – 4 побега. В таком состоянии в зависимости от сортовых особенностей озимая пшеница может переносить морозы до 17 – 22 ⁰С. При непродолжительном их действии озимая пшеница в большинстве случаев не вымерзает. Однако если почва переувлажнена, а также при резком переходе от положительных температур к низким отрицательным возможна гибель посевов озимой пшеницы и при значительно меньших морозах.

От действия отрицательных температур могут погибнуть отдельные листья и даже стебли, но, несмотря на это, растения способны сохранять свою жизнеспособность и в последующем обеспечивать нормальный урожай зерна. Наиболее уязвимым местом является узел кущения, где размещаются точки роста. Снижение температуры в месте расположения узла кущения до минус 17 – 19 ⁰С на продолжительный срок приводит к гибели растений.

В зимы с достаточным снежным покровом озимая пшеница хорошо переносит морозы 35 ⁰С и более.

На устойчивость растений к низким температурам в период перезимовки влияют и другие факторы внешней среды. Значительная роль принадлежит условиям минерального питания в осенний период, прежде всего обеспеченность растений фосфором и калием. При достаточном фосфорном и калийном питании растения больше накапливают сахаров, что способствует повышению концентрации клеточного сока и устойчивости к низким температурам.

Возделываемые в нашей республике сорта озимой пшеницы различают по устойчивости к низким температурам в осенне-зимний период. Наибольшей зимостойкостью отличаются сорта Капылянка, Гродненская 23, близки к ним по устойчивости к низким температурам Каравай, Гродненская 7 и другие. Меньшей морозостойкостью отличаются сорта: Саква, Центос.

К окончанию зимнего покоя постепенно снижается устойчивость озимой пшеницы к отрицательным температурам. В начале весенней вегетации она может повредиться заморозками минус 6 - 8 ⁰С, а в фазе выхода в трубку – при снижении температуры до минус 4 ⁰С.

Выпревание наблюдается при слабом закаливании растений озимой пшеницы, когда снег выпадает на непромерзлую землю. Выпреванию способствуют мощный снеговой покров и повышение температуры под снегом до 0 ⁰С. При этом в растениях усиливаются физиологические и биохимические процессы, происходит их истощение вследствие потери пластических веществ на дыхание. Ослабленные растения поражаются снежной плесенью и другими болезнями. Выпревание озимой пшеницы в Белоруссии отмечается главным образом на тяжёлых суглинистых почвах с плохой водопроницаемостью, на торфяниках, а также в районах с большим накоплением снега и продолжительным периодом его залегания. Для предупреждения гибели озимой пшеницы от выпревания необходимо проводить посев в оптимальные сроки, не допускать завышения норм высева семян, не вносить избыточное количество азотных удобрений. На посев использовать устойчивые сорта к выпреванию.

Требования к влаге. Влага, равно как и тепло, имеет первостепенное значение для развития растений. Основным источником накопления запасов влаги в почве являются атмосферные осадки. Распределение их по территории Беларуси и изменение в течение года весьма существенно. Это зависит главным образом от циклонической деятельности, а их количество и продолжительность выпадения убывает в направлении с северо-запада на юго-восток. В пределах республики наблюдается неравномерное выпадение осадков из года в год по месяцам, что неблагоприятно сказывается на росте и развитии растений.

Максимум осадков приходится на июль и август, минимум – на январь и февраль; исключение составляет юго-запад, где больше осадков выпадает в июне. От года к году возможны отклонения. В целом за теплый период выпадает примерно 70% годовой суммы осадков, т.е. в 2,3...2,6 раза больше, чем за холодный. Максимальное отклонение количества осадков от нормы на северо - западе Беларуси составляет в среднем ⁺ 325 мм, на юго-востоке ⁺ 275 мм.

Продолжительные засушливые периоды в Беларуси, как правило, бывают редко. Если они случаются, то в такие годы дефицит влаги становится одной из наиболее существенных причин резкого снижения урожайности не только озимой пшеницы, но и других сельскохозяйственных культур.

По данным М.К. Каюмова (1977) определение возможного урожая озимой пшеницы в конкретной зоне можно проводить по влагообеспеченности посевов, учитывая при этом возможные годовые осадки, запасы продуктивной влаги для растений и коэффициент водопотребления. Так, при наличии 400 мм продуктивной влаги за период вегетации озимой пшеницы и коэффициента водопотребления 375 мм возможный урожай биомассы составляет около 125 ц/га, что равноценно сбору 50 ц/ га зерна. В засушливые и увлажнённые годы колебания урожайности зерна будут иметь отклонения в ту или другую сторону.

Вполне понятно, что эти данные весьма условные и усреднённые, однако они могут быть использованы в качестве ориентира для учёта агрометеорологических ресурсов конкретной зоны и планирования получения действительно возможного урожая в зависимости от влагообеспеченности посевов. В Республике Беларусь она позволяет получать повсеместно достаточно высокие урожаи зерна.

Требования к почве.Озимая пшеница предъявляет повышенные требования к почвам. Наиболее пригодными почвами для пшеницы являются дерново-карбонатные, дерново-подзолистые легко- и среднесуглинистые, а также связные супеси с неглубоким подстиланием моренным суглинком. Рекомендуемые параметры агрохимических показателей почвенного плодородия: рН – не менее 6,0, содержание гумуса – не менее 2%, содержание подвижных соединений фосфора и калия – не менее 150 мг/ кг почвы. Не следует размещать озимую пшеницу на песчаных и супесчаных почвах подстилаемых песками, переувлажненных тяжелосуглинистых и глинистых почвах и на плохо осушенных торфяниках.

Требовательность к питательным веществам.Высокий урожай зерна с хорошим качеством можно получить только при сбалансированном питании озимой пшеницы. Озимая пшеница очень отзывчива на макро- и микроудобрения.

Азот – основной элемент питания, необходимый для формирования зерна с высоким содержанием белка. Недостаток его проявляется в светло-зеленой окраске растения, слабом кущении и малых размерах как вегетативных, так и репродуктивных органов пшеницы. Азотные удобрения вносят дробно в критические периоды потребности растений в этом элементе питания. Большую роль в формировании качественного зерна играют и другие элементы питания: фосфор, калий и микроэлементы.

Фосфор способствует равномерному появлению всходов, активизирует рост корневой системы, ускоряет созревание. Фосфор не является составной частью запасных белков, а входит в состав сложных белков – нуклеопротеидов, составляющих структурную основу клеточного ядра и протоплазмы. Являясь аккумулятором и переносчиком энергии, соединения фосфорной кислоты стимулируют процессы фотосинтеза, дыхания и оказывают непосредственное влияние на углеводный обмен. Недостаток фосфора в растениях тормозит передвижение углеводов и снижает синтез белков. Высокий уровень фосфора усиливает развитие корневой системы, повышает использование азота и сокращает период созревания пшеницы, способствует улучшению физических свойств зерна. Фосфорные удобрения наиболее интенсивно используются растениями в первые 35 дней их вегетации, поэтому их вносят главным образом под основную обработку почвы.

Калий занимает важное место в балансе питания пшеницы. Его недостаток в растении снижает фотосинтетическую активность, нарушает углеводный обмен, усиливает поражение грибными заболеваниями и тем самым отрицательно влияет на содержание белка в зерне. Калий улучшает перезимовку растений, уменьшает поражение посевов корневыми гнилями и ржавчиной. Калийные удобрения наиболее полно используются растениями при внесении их под основную обработку в полной норме.

В условиях интенсивного возделывания озимой пшеницы возрастает роль микроэлементов (меди, бора, цинка, марганца и др.). Это связано с тем, что с ростом урожая вынос их из почвы увеличивается. Микроудобрения улучшают обмен веществ, повышают урожайность и улучшают качество зерна.