Биологические особенности и агротехника выращивания озимых зерновых культур

Биологические особенности озимых, яровых и двуручек

Разделение зерновых культур на яровые, озимые и двуручки позволяет агроному грамотно распределить нагрузку на технику и людей во время сева и уборки. Озимые культуры традиционно более продуктивны, так как они максимально эффективно используют запасы влаги и питания, накопившиеся за осень и весну. Однако для перехода к плодоношению каждой биологической форме требуются свои температурные условия и сроки прохождения яровизации.

• Сев яровых (температура воздуха) — 5–7 °С
• Яровизация яровых — 7–20 дней при 5–20 °С
• Яровизация озимых — 20–50 дней при от -1 до +10 °С
• Сев озимых — за 50–60 дней до устойчивых морозов
• Яровизация двуручек — 3–15 дней при 3–15 °С

Если озимые культуры посеять весной, они не смогут перейти в генеративную фазу — растения будут куститься, но не сформируют стебель и колос. Двуручки в этом плане более пластичны: в южных регионах их сорта дают полноценный урожай как при осеннем, так и при весеннем посеве. Из озимых культур в производстве наиболее распространены озимая рожь и пшеница, тогда как озимый ячмень высевают преимущественно на юге и на ограниченных площадях в регионах с более мягким климатом.

Зимостойкость, закалка и устойчивость к полеганию

Осенью высеянные озимые активно формируют корневую систему и узел кущения, в котором закладываются все будущие органы растения. Глубина залегания узла кущения напрямую влияет на выживаемость посевов. Чем глубже он находится, тем выше устойчивость растений к неблагоприятным зимне-весенним температурам и последующему полеганию.

Устойчивость к полеганию также зависит от прочности стебля, особенно в нижнем междоузлии. У зерновых культур нижние и верхние междоузлия обычно самые тонкие, а средние — наиболее толстые. Такое естественное строение стебля не обеспечивает устойчивости к сильным ветрам и осадкам, поэтому агроному важно следить за факторами, влияющими на прочность соломины.

Для успешной перезимовки растения должны пройти закалку, которая протекает осенью в две фазы. Способность к закаливанию приобретается в процессе яровизации и напрямую зависит от сбалансированного обеспечения фосфором и калием. Большинство озимых культур завершают яровизацию в полевых условиях в течение декабря и января, причем для озимой пшеницы и ржи этот процесс завершается при температуре -6 °С и ниже.

Важно различать зимостойкость и генетическую морозостойкость культур. Озимая рожь наследственно более морозостойка, чем пшеница, однако при выращивании в условиях без морозов это свойство постепенно утрачивается. Максимальную морозостойкость растения приобретают только при постепенном снижении осенних температур.

Физиология закалки: как растения готовятся к заморозкам

Чтобы успешно перенести зиму, озимые культуры должны пройти два последовательных этапа закаливания. В этот период в узлах кущения накапливаются сахара, а клетки частично обезвоживаются. Это предотвращает образование льда внутри клеток и защищает ткани от гибели.

• Время на первую фазу закалки — 12–14 дней
• Время на полную закалку — 21–24 дня
• Сахаров перед уходом в зиму — 20–25 %
• Предельный мороз для ячменя — до -12 °С
• Предельный мороз для пшеницы и тритикале — до -18...-20 °С
• Предельный мороз для ржи — до -37 °С

Первая фаза закалки проходит при ярком солнечном свете и пониженных температурах: около 8–10 °С днем и около 0 °С в ночные часы. В таких условиях дыхание и рост замедляются, а растения активно накапливают пластические вещества. Прошедшие этот этап озимые способны выдерживать заморозки до -12 °С.

Вторая фаза протекает при температуре от 0 до -5 °С. Вода уходит из цитоплазмы в межклеточные пространства, повышается концентрация клеточного сока в узлах кущения и влагалищах листьев, а сложные белки распадаются до простых устойчивых форм. Накопленные сахара действуют как криопротекторы, защищая мембраны клеток от денатурации.

Наивысшую закалку приобретают только молодые, малодифференцированные ткани узла кущения и влагалищ листьев. Более старые клетки менее устойчивы к морозам, поэтому для перезимовки важны условия, сохраняющие молодую структуру тканей. Скорость прохождения второй фазы зависит от культуры: быстрее всех закалку завершает озимая рожь, медленнее — пшеница и тритикале, а хуже всех к морозам адаптируется озимый ячмень.

Снежный покров работает как эффективный теплоизолятор и защищает узел кущения от вымерзания. Его малая теплопроводность сглаживает критические перепады температур. Эффективность такой защиты напрямую зависит от высоты снега на поле.

Причины гибели озимых и способы защиты посевов

В зимний и ранневесенний периоды посевы подвергаются комплексу неблагоприятных факторов. Помимо прямого вымерзания, растения могут погибнуть от выпревания, вымокания или механических повреждений почвы. Зимостойкость культур повышается, если с осени они успели пройти полноценную закалку и накопить достаточно углеводов. При этом озимая рожь традиционно показывает более высокую выносливость по сравнению с озимой пшеницей.

Вымерзание происходит из-за резких перепадов температур в бесснежные периоды. Образующиеся в тканях кристаллы льда разрывают протоплазму. Поврежденные морозом растения легко узнать весной: их листья желтеют, узел кущения и корни буреют, теряют тургор и становятся дряблыми.

Выпревание начинается, когда обильный снег ложится на талую почву после затяжной теплой осени. Растения под сугробами продолжают дышать и расходовать углеводы, но не могут фотосинтезировать. В результате они истощаются и гибнут. Сильнее всего выпреванию подвержены рожь и тритикале на тяжелых суглинках с плохой водопроницаемостью.

Вымокание локализуется в понижениях рельефа, где застаивается талая или дождевая вода. Из-за недостатка кислорода в переувлажненной почве у озимых сначала отмирают нижние листья, а затем погибает все растение. Выпирание происходит при резких колебаниях температур, когда почва замерзает и оттаивает, образуя ледяные линзы. Лед приподнимает верхний слой земли, обнажая узел кущения и разрывая корневую систему.

1. Перед посевом протравливайте семена гранозаном для защиты от снежной плесени и склеротиниоза.
2. Выбирайте для посева сорта с глубоким залеганием узла кущения и обрабатывайте семена ретардантами, чтобы избежать выпирания.
3. Применяйте снегозадержание на полях, чтобы защитить посевы от критических морозов и накопить влагу.
4. Создавайте условия для быстрого отвода талых вод, предотвращая выпревание и вымокание.
5. Сразу после схода снега сгребайте и удаляйте с поля отмершие растения, чтобы снизить инфекционный фон.

Озимые зерновые культуры имеют выраженное преимущество перед яровыми благодаря эффективному использованию ранневесенней влаги и повышенной солнечной инсоляции. К моменту, когда яровые только начинают высевать, озимые успевают сформировать значительную вегетативную массу. Развитая корневая система позволяет растениям переносить летнюю засуху, потребляя влагу из подпахотного горизонта. В результате озимые стабильно превосходят яровые по урожайности при равных условиях выращивания.

Раннее созревание также снижает нагрузку на хозяйство в период уборки и последующей подготовки полей. Озимую пшеницу убирают на 8–10 дней, а озимый ячмень — на 10–12 дней раньше яровых форм. Это позволяет перенести часть полевых работ на осень, разгрузить весенний сев и качественно подготовить почву под следующие культуры в севообороте.

Контроль перезимовки посевов и оценка жизнеспособности

Чтобы своевременно спланировать весенние работы, состояние озимых оценивают до начала активной вегетации. В практике применяют два основных метода экспресс-диагностики жизнеспособности растений. Они позволяют точно спрогнозировать плотность посевов и вовремя принять решение о пересеве или ремонте.

При методе окрашивания конуса нарастания сначала определяют густоту растений на 1 м² и долю перезимовавших экземпляров. Затем делают срезы конуса нарастания и обрабатывают их кислым фуксином. Отмершие ткани окрашиваются в малиновый цвет, а живые остаются неокрашенными. Этот способ помогает выявить гибель от вымерзания, выпревания, вымокание, поражение снежной плесенью или склеротиниозом.

Метод ускоренного отрастания узла кущения дает количественную оценку жизнеспособности. У растений срезают стебли на расстоянии 1,0–1,5 см от узла кущения, а корни полностью удаляют. Образцы помещают во влажную среду (марля, вата или фильтровальная бумага), накрывают крышкой и выдерживают 12–24 часа при температуре 24–26 °C. Жизнеспособность определяют по интенсивности прироста стебля.

• Температура при отрастании узлов — 24–26 °C
• Время выдержки образцов — 12–24 часа
• Прирост стебля у здоровых растений — до 10 мм
• Прирост стебля у ослабленных растений — 3–5 мм

По результатам подсчета живых, ослабленных и погибших растений определяют фактическую густоту посева на квадратный метр. На основе полученных данных агроном принимает решение о целесообразности сохранения или ремонта поля. Классификация состояния посевов и рекомендуемые меры представлены в таблице.

Предшественники, обработка почвы и система удобрения

В условиях Беларуси озимые размещают в основном по занятым парам. Требовательную к почвенному плодородию озимую пшеницу лучше сеять после бобовых и бобово-злаковых смесей, раннего картофеля или кормового люпина. Для нее подходят суглинистые и супесчаные почвы с низкой кислотностью, тогда как на песках ее урожайность падает до нерентабельного уровня. Озимая рожь менее требовательна: ее возделывают на всех типах дерново-подзолистых почв, кроме сыпучих песков. На торфяно-болотных почвах рожь сеют после многолетних трав, ячменя или кукурузы на силос.

Предпосевная подготовка почвы зависит от ее гранулометрического состава. Суглинистые почвы перед севом культивируют с одновременным боронованием. Легкие супесчаные и песчаные почвы достаточно обработать боронованием в два следа, чтобы избежать избыточного иссушения.

Система питания строится на сочетании органических и минеральных удобрений. Непосредственно под озимые вносят 15–20 т/га навоза, торфонавозных смесей или компостов. Основное фосфорно-калийное удобрение заделывают под вспашку или культивацию, а азот — под предпосевное боронование. Дополнительно под вспашку можно вносить фосфорную муку.

• Норма органических удобрений — 15–20 т/га
• Суперфосфат под культивацию — 2–3 ц/га
• Калийная соль под культивацию — 1–1,5 ц/га
• Аммиачная селитра под боронование — 0,5–1 ц/га
• Рядковый суперфосфат при посеве — 0,5–0,6 ц/га

Осенью в случае перерастания озимых проводится подкашивание с целью предупреждения выпревания их под снегом. Подкашивание косилками проводят за 2—3 недели до замерзания почвы. Выпас скота на посевах запрещается.

Весенний уход за посевами состоит из следующих операций:

• спуск поверхностной застойной воды по бороздам;
• подкормка аммиачной селитрой (0,6—1,0 ц/га).

Если с осени фосфорно-калийные удобрения не вносились, то их вносят совместно с азотными:

Подкормку производят по мерзлоталой почве. Опоздание с подкормкой снижает ее эффективность.

В годы с ранней и засушливой весной обязательным является боронование озимых посевов боронами «зигзаг» с остроконечными зубьями, когда почва «созреет». На песчаных почвах и супесях боронование озимых не проводят.

Ранней весной посевы озимых подкармливают по мерзлоталой почве удобрениями. Виды и дозы удобрений применяют в зависимости от состояния озимых и местных условий. Слабые озимые подкармливают органоминеральной смесью по 7—8 ц/га или полным минеральным удобрением по 2—3 ц/га каждого питательного вещества или вносят только азотные удобрения — 2,5—3,5 ц/га питательного вещества. Хорошо развившиеся с осени и перезимовавшие озимые весной подкармливают только фосфорными и калийными удобрениями по 2,5—3,0 ц/га питательных веществ или золой — 3—4 ц/га, что несколько усиливает устойчивость растений против полегания.

Минеральные удобрения при подкормках вносят разбросными туковыми сеялками, но еще лучше рассеивать с самолетов и вертолетов. При авиаподкормке достигается равномерный рассев удобрений и высокая производительность (до 100—125 га за смену).

В посевах озимой пшеницы проводят химическую прополку препаратами гербицидов, а также обработку инсектицидами.

Убирают озимые раздельным способом в фазе восковой спелости или прямым комбайнированием в фазе полной спелости.