Стеблестоя

Основная задача формирования оптимальной густоты продуктивного стеблестоя – создание условий для улучшения фотосинтеза и полного использования имеющихся ресурсов. Число растений на площади, их высота, кустистость или ветвистость, облиственность и площадь листьев тесно коррелируют с величиной урожая. Однако при их чрезмерном развитии могут быть отрицательные последствия (израстание и полегание растений, развитие болезней, увеличение вегетативной части растений в ущерб генеративной и др.). Оптимальной считается такая плотность посева, при которой происходит наименьшая гибель растений в течение вегетации и формируется максимальная урожайность.

На формирование оптимальной плотности продуктивного стеблестоя влияет вся агротехнология, но наиболее существенно – норма высева, срок, способ и глубина посева, качество семян и равномерность их распределения на площади, а также приемы ухода за посевами (прикатывание, боронование, междурядная обработка). От правильного их выбора зависят площадь листовой поверхности, продуктивность фотосинтеза, величина и качество урожая.

Норму высева определяют для каждой культуры и сорта с учетом их морфологических особенностей, почвенно-климатических и погодных условий, качества предшественника и обработки почвы, доз удобрений, засоренности поля, способов посева и др. В районах дос­таточного увлажнения используют большие нормы высева, чем в за­сушливых. На плохо обработанных и малоплодородных почвах, на полях с повышенной засоренностью и при других неблагоприятных условиях, снижающих полевую всхожесть семян, норму высева увеличивают. Как правило, слабо кустящиеся и плохо ветвящиеся культуры и сорта высевают гуще.

Способ посева определяется биологическими требованиями растений к площади питания, освещению, обеспечению влагой и возможностью проведения механизированного ухода за растениями. Применяют следующие способы посева: безрядковый (разбросной, без междурядий), обычный рядовой, узкорядный, перекрестный, широкорядный, пунктирный, гнездовой, квадратно-гнездовой, ленточный, бороздковый, гребневой, полосный и совмещенный.

Для выбора оптимальных сроков сева важно знать минимальные и оптимальные потребности растений в тепле и влаге, необходимые для прорастания семян и появления всходов. Малотребовательные к теплу культуры раннего сева (пшени­ца, ячмень, овес, вика, горох, лен, люпин, многолетние травы и др.) прорастают при 3-6 °С и переносят весенние по­холодания и заморозки до –4-5 °С. Теплолюбивые культуры позднего сева (кукуруза, соя, сорго, просо, гречиха, фасоль и др.) высевают при прогревании поч­вы до 10-15°С, когда минует опасность заморозков. На легких почвах и южных склонах сеют раньше, а на тяжелых почвах и северных склонах – позже.

Глубина посева семян зависит: от биологических особенностей (двудольные культуры, выносящие при прорастании семядоли из почвы высевают мельче, чем те, которые их не выносят; эпикотильные злаки высевают глубже, чем безэпикотильные; крупные семена – глубже, чем мелкие); климатических условий (в сухих рай­онах сеют глубже, во влажных – мельче); гранулометрического со­става почвы (на глинистых почвах – мельче, а на песчаных – глубже); сроков сева (при запаздывании сеют глубже во влажный слой).

Качественно проведенная предпосевная обработка почвы позволяет сеять семена во влажный слой на меньшую глубину и получить дружные, равномерные всходы. Это, прежде всего, касается безэпикотильных злаков (пшеница, ячмень, рожь, тритикале), мелкосемянных (многолетние травы, амарант и др.) и зернобобовых культур, выносящих семядоли на поверхность (соя, фасоль, люпин). Удлинение базального междоузлия на 1 см, что наблюдается при глубокой заделке семян злаков, снижает урожайность на 3-5 %. У озимых культур некоторое заглубление узла кущения при увеличении глубины посева не компенсирует потери от глубокого посева. Новая комплексная почвообрабатывающая техника позволяет должным образом подготовить почву и провести посев на оптимальную глубину, соответствующую биологии культуры.

Получение ровных и дружных всходов необходимой густоты достигается путем использования для посева отсортированных, т.е. выравненных по величине и массе, протравленных семян 1-го класса посевного стандарта и соблюдения оптимальной технологии посева, обеспечивающей равномерное размещение семян на влажное плотное ложе и одинаковую глубину. Для достижения более равномерного расположения растений на площади уменьшают междурядья. Это при одинаковой норме высева уменьшает сгущенность растений в рядках, повышает их выживаемость и продуктивность. Перспективен и актуален узкорядный и безрядковый посев зерновых культур полосами по 15-20 см.

Густота продуктивного стеблестоя зерновых культур, особенно озимых, увеличивается при внесении азота в начале кущения (2-й этап органогенеза, 21-23 фенофаза по международной классификации). Ранневесеннее внесение азота, улучшая кущение и выживаемость растений злаков, увеличивает густоту продуктивного стеблестоя. Мероприятия по защите растений от вредителей, болезней, сорняков и полегания позволяют сохранить оптимальную густоту и увеличить продуктивность стеблестоя, оказывающую большое влияние на урожайность. Эти процедуры увязываются с почвенно-климатическими условиями, сортом, качеством семян, сроком посева, глубиной заделки семян, равномерностью их распределения по площади. Если к началу вегетации весной плотность стеблестоя недостаточная и/или имеется задержка развития посева (поздний сев, поздние всходы из-за недостатка влаги, вымерзание и т.д.), целесообразно в первую подкормку для стимуляции кущения дать повышенную дозу азота и провести ее как можно раньше (до начала или к началу вегетации). Этой же цели служат вторая азотная подкормка и ранняя (в начале допустимых сроков) обработка ретардантами, которые, обеспечивая устойчивость к полеганию, стимулируют кущение. При обработке посевов ССС замедляется развитие главного стебля, образуется больше боковых побегов, развивающихся почти синхронно с главным и мало уступающих ему по продуктивности. Способствует кущению и весеннее прикатывание посевов озимых культур.

8.9.10. Управление развитием элементов продуктивности

полевых культур

Управление формированием продуктивности проводится на основании данных, характеризующих рост и развитие растений. При этом большая роль должна отводится продукционному процессу, под которым понимается система показателей, характеризующих динамику формирования общей фитомассы (в том числе хозяйственного урожая) во времени и в пространстве. Информация о фотосинтетической деятельности и продукционном процессе фитоценозов может использоваться в следующих направлениях:

Ø при разработке отдельных агроприемов и агротехнологий;

Ø при моделировании, программировании и прогнозировании продуктивности посевов (насаждений) различных культур;

Ø при создании высокопродуктивных сортов и гибридов.

В настоящее время предложено большое количество показателей, которые характеризуют особенности фотосинтетической деятельности и продукционного процесса различных сельскохозяйственных культур. Для этой цели применяются различные методы, главные из которых приводятся ниже.

1. Показатели, характеризующие мощность фотосинтетического аппарата.Основным фотосинтетическим органом растения является лист. Однако в фотосинтезе принимают участие и другие органы (стебель, колос, боб и т.д.). Доля участия каждого и их соотношение могут быть представлены различными показателями, которые выражаются массой площадью, и содержанием хлорофилла. Для характеристики мощности фотосинтетического аппарата могут применяться следующие показатели:

Ø коэффициент облиствленности стебля;

Ø соотношение массы живых и мертвых листьев;

Ø площадь листьев и других фотосинтезирующих органов;

Ø общее содержание хлорофилла (а+в) во всех фотосинтезирующих органах растения;

Ø фотоситезирующие потенциалы листьев и целого растения.

2. Показатели, характеризующие производительность фотосинтетического аппарата (интенсивность и чистая продуктивность листьев и целого растения).

3. Показатели, характеризующие среднесуточные приросты надземной и подземной фитомассы, а также динамику ее формирования. Это наиболее простые показатели, которые очень легко определяются в полевых условиях.

4. Показатели, характеризующие донорно-акцепторные отношения и реутилизацию пластических веществ:

Ø динамика процентного соотношения всех органов растения;

Ø коэффициент хозяйственной эффективности.

5. Энергетическая оценка. Полная энергетическая характеристика природных и культурных фитоценозов может быть дана с помощью следующих показателей:

а) коэффициент использования ФАР во времени (К_в), показывающий ее долю от падающей за потенциально возможный вегетационный период в данной зоне или провинции;

б) коэффициент использования ее в пространстве (К_п), то есть общепринятый сейчас КПД ФАР;

в) коэффициент биоэнергетической эффективности (К_б), характеризующий отношение обменной энергии хозяйственного урожая к антропогенной, которая была затрачена на его выращивание и уборку.

При управлении продукционным процессом большое внимание должно уделяться формированию посевов с оптимальной плотностью стояния растений (продуктивных стеблей) и обеспечению их высокой индивидуальной продуктивности. Густота стояния растений или продуктивного стеблестоя в посевах прямо зависит от нормы высева и полевой всхожести семян, от кустистости (ветвистости) и сохранности растений до уборки. Однако применять большие нормы высева не всегда целесообразно. Для получения оптимальной густоты продуктивного стеблестоя необходимо использовать приемы, повышающие полевую всхожесть, кустистость и выживаемость растений в посевах. Полевую всхожесть можно увеличить используя оптимальные сроки сева, лучшие семена с высокой энергией прорастания в комплексе с правильной, тщательной подготовкой почвы для их посева, создавая плотное, влажное ложе и рыхлый воздухопроницаемый посевной слой почвы оптимальной глубины.

Чрезмерное заглубление семян при посеве (особенно в непрогретую почву) резко уменьшает их полевую всхожесть, а также сильно задерживает появление всходов и ослабляет их. У зерновых злаков, например, глубина посева должна быть не меньше глубины залегания узлов кущения (2,5-3 см) и не больше длины колеоптиля (4-5 см), а у пропашных культур она должна еще увеличиваться на длину эпикотиля (3-5 см). Мелкий посев в сухую и неправильно подготовленную почву тоже может стать причиной низкой полевой всхожести и изреживаемости посевов.

Продуктивная кустистость (ветвистость растений) находится в обратной зависимости от густоты посева. Она значительно увеличивается при оптимизации азотного питания и влагообеспеченности растений. Сильнее других кустятся озимые хлеба, слабее – яровые, особенно кукуруза. Хорошо ветвятся также гречиха, рапс, соя, плохо – горох, кормовые бобы и др. Выживаемость растений (стеблей) сильно зависит от степени засоренности посевов, их полегания, поражения болезнями, повреждения вредителями и т.д. Защита посевов от этих факторов резко увеличивает число выживших растений и предуборочную густоту продуктивного стеблестоя.

Число и масса зерен (семян) на растениях значительно зависят от фаз трубкования (стеблевания) – плодообразования и налива семян. Улучшение пищевого, водного и воздушного режимов, защита растений от сорняков, вредителей и болезней в процессе ухода за посевами позволит увеличить индивидуальную продуктивность каждого растения.

Формирование массы зерен в колосе зависит от фитосанитарного состояния верхних листьев и колоса в период цветение-созревание, поскольку в этих органах образуется основная часть ассимилянтов, поступающих в зерно (40-60% - из флагового листа, 20-30% - из второго сверху, остальное количество из самого колоса). Условия налива зерна можно улучшить с помощью обработки посевов ретардантами против полегания, фунгицидами – против болезней листьев и колоса, подкормок азотом и микроэлементами. Все это способствует усилению реутилизации питательных веществ из вегетативных органов на формирование генеративных и запасающих.

Современные технологии приспособлены к динамике агроэкологических условий в пространстве и времени. В связи с этим требуется постоянный мониторинг (агроконтроль) за продукционным процессом посевов, фитосанитарной ситуацией в них, развитием растений, применением подкормок удобрениями в соответствии с результатами растительной диагностики. В отечественной литературе чаще всего используется методика контроля за прохождением 12 этапов органогенеза, разработанная Ф.М. Куперман. В западных странах пользуются более подробными фенологическими шкалами, подразделяя весь цикл развития на 10 фаз, каждую из них – на 10 подфаз (микрофаз) по развитости морфологических признаков, что позволяет более детально контролировать процессы формирования элементов продуктивности. Каждый этап (фенофаза, микрофаза) характеризуется присущим ему состоянием конуса нарастания и образованием соответствующих органов (элементов продуктивности). Например число стеблей на растении у злаков формируется на втором этапе органогенеза (20-25 микрофаза), число члеников колосового стержня – на третьем (29), число колосков в колосе – на четвертом (30), число цветков в колосе – на пятом (31), фертильность цветков – на седьмом (45-49), озерненность колоса – на девятом (61-69), величина зерновки – на 10-11-ом (70-77), качество зерна – на 11-12-ом (71-85), масса зерновки – на 11-12-ом (83-91), всхожесть и энергия прорастания семян – на 11-12-ом (87-92).

Этапы органогенеза (микрофазы) используют в практической деятельности при определении соответствия факторов жизни биологическим особенностям растений, а также для проектирования мероприятий по уходу за посевами (рыхление и мульчирование почвы; борьба с сорняками, вредителями и болезнями, подкормки, поливы и т.д.). Такой мониторинг позволяет управлять формированием элементами продуктивности. Например, азотная подкормка ранней весной увеличивает кустистость и густоту продуктивного стеблестоя озимых культур, в начале трубкования – улучшает формирование элементов колоса, а в период колошение-налив – повышает качество зерна. В связи с разновременностью образования органов продуктивности, низкий показатель предыдущих элементов урожайности можно в определенной степени компенсировать более интенсивным развитием последующих путем оптимизации факторов жизни растений в период их формирования.