Хозяйственное значение и агротехнический потенциал озимой ржи

Озимая рожь занимает пятое место среди зерновых культур в мировом земледелии, охватывая площадь около 11 млн га. В структуре белорусской пашни озимые культуры занимают около 30% площадей. Валовой сбор ржи здесь держится на уровне 1,1–1,4 млн тонн, что обеспечивает примерно 20% общего сбора зерна колосовых. Хотя урожайность культуры обычно ниже, чем у пшеницы и тритикале, рожь остается важнейшим звеном продовольственной безопасности.

Агротехнический потенциал и место в севообороте

Озимая рожь — эффективный санитар поля. Высокая кустистость и быстрый весенний старт позволяют ей успешно подавлять злостные сорняки, такие как осот и овсюг. После уборки ржи поле остается чистым, что делает ее отличным предшественником для яровых и пропашных культур. Кроме того, рожь дает самый ранний зеленый корм весной, освобождая пашню для последующего сева кукурузы, проса, гречихи или картофеля в тот же сезон.

Культуру можно высевать в различных кормовых смесях. Хорошие результаты дают раннелетние и пожнивные посевы озимой ржи с викой или горохом, а также весенние совместные посевы с яровой пшеницей в качестве занятого пара. Особый интерес для снижения затрат представляет совместный весенний сев озимой ржи с яровым ячменем. После уборки ячменя рожь остается на поле, благополучно перезимовывает и дает полноценный урожай зерна на следующий год.

Зерно и побочные продукты ржи активно используются в животноводстве. Мука, отруби и дробленое зерно служат ценным концентрированным кормом: муку традиционно направляют на откорм свиней, а отруби — крупному рогатому скоту. Солому ржи скармливают животным в запаренном или обработанном аммиачной водой виде, а также используют как консервирующую добавку при силосовании сочных кормов — тыквы, кормового арбуза и турнепса. Также ржаная солома востребована в соломоплетении, производстве бумаги и как подстилочный материал.

• Содержание белка в зерне — 9–17 %
• Содержание крахмала в зерне — 52–63,5 %
• Содержание жира в зерне — 1,6–1,9 %
• Кормовая ценность зерна — 0,34 к. ед./кг
• Питательность обработанной соломы — 20–22 к. ед./100 кг
• Перевариваемый протеин в соломе — 0,5–1,0 кг/100 кг

Ржаной хлеб уступает пшеничному по калорийности и содержанию клейкомины, но значительно превосходит его по биологической ценности белка. В нем содержится в 1,5 раза больше лизина, а также повышенное количество треонина и тирозина. Хлеб из ржаной муки, особенно пеклеванной, богат витаминами группы А1, В1, В2, Е, РР, стимулирует работу желудочно-кишечного тракта и пользуется стабильным спросом у покупателей.

Подбор сортов под целевое использование

В 2008 году площади под озимой рожью составляли 545 тыс. га, при этом более 90% посевов занимали сорта отечественной селекции. Из них 70% приходилось на тетраплоидные сорта (Верасень, Iгуменская, Пуховчанка, Сяброўка) и 30% — на диплоидные (Ясельда и другие). В реестре сортов на 2010 год из 27 позиций 19 принадлежали местной селекции. Сегодня селекционная работа четко разделена по направлениям использования зерна.

Для хлебопечения выбирают сорта с высокой устойчивостью к полеганию и предуборочному прорастанию. Они должны обладать низкой активностью амилолитических ферментов и повышенным содержанием пентозанов (общих и растворимых). Этим критериям соответствуют диплоидные сорта:

• Зарнiца
• Зуброўка
• Лота
• Юбилейная
• Ясельда

Для получения комбикормов и крахмала предпочтительны тетраплоидные сорта. Они отличаются повышенным накоплением белка и крахмала, устойчивостью к прорастанию зерна в колосе, но имеют низкое содержание пептозанов и слабую водопоглотительную способность. В этой группе отлично показывают себя сорта:

• Верасень
• Iгуменская
• Спадчына
• Сяброўка
• Завея-2

Спиртовая промышленность требует сортов с высокой массой зерновок, повышенной долей крахмала, высоким содержанием общих и низким — растворимых пентозанов. В этой сфере наиболее рентабельны диплоидные сорта Бирюза, Калiнка, Нива, Радзiма и Талисман. Для получения раннего зеленого корма, в качестве сидерата, а также как донор устойчивости к болезням используется многолетний сорт Державинская 29.

Как показало Государственное сортоиспытание, потенциал продуктивности современных сортов озимой ржи достаточно высокий: у сорта Лобел-103 средняя урожайность составляет 87,4 ц/га (максимальная — 108,3 ц/га), у сортов Лота и Зарніца средняя урожайность составляет 67 и 63 ц/га (максимальная соответственно 100,8 и 100,5 ц/га). Среди диплоидной ржи высокой урожайностью (ц/га) на сельскохозяйственных опытных станциях выделялись также сорта: Пикассо — 114,8; среди тетраплоидной — сорта Полновесная — 90,8, Завея — 89,8, Искра — 88,1, Спадчына — 85,9, Дубинская — 85,7.

Однако в производственных условиях всей страны этот потенциал реализуется менее чем на 50 %: средняя урожайность в большинстве хозяйств находится пока на уровне 30—35 ц/га.

Поражаемость диплоидных сортов ржи (Лобел-103) составляла: снежной плесенью — примерно 10 %, бурой ржавчиной — 5—10 %, спорыньей — 0,6 %. Поражаемость тетраплоидных сортов (Искра) составляла: снежной плесенью — 10 %, мучнистой росой — 5 %, бурой ржавчиной — 3,5 %, септориозом — 2,8 %.

Новым перспективным направлением развития программ селекции ржи является создание межлинейных гетерозисных гибридов F1, которые позволяют повысить урожайность этой культуры на 20—30 % по сравнению с лучшими популяционными сортами. Гетерозисные гибриды обладают более высоким генетическим потенциалом адаптивности, устойчивости к болезням, качества зерна и стабильной урожайности.

Существуют различные точки зрения о происхождении культурной ржи. А. Варминг и другие ученые предполагают, что рожь Secale cereale L. происходит из Secale montanum Guss., дико растущей в Юго-Западной и Центральной Азии, южной Европе и отличающейся ломкой соломиной, зернами, срастающимися с пленками, и многолетним развитием. Профессор А. Ф. Баталин также полагает, что рожь S. cereale произошла из многолетнего дикого вида и только благодаря культуре стала однолетней. По его наблюдениям, рожь на юге, после скашивания, может давать побеги, т. е. оказывается растением многолетним. Такая рожь сходна с диким видом ржи — Secale anatolicum Roshev., растущим в диком виде в Туркестане.

Большинство ученых считает, что рожь является культурой более молодой, чем пшеница. Хотя истинное место и время происхождения культурной ржи неизвестно, имеются сведения, что она, наряду с пшеницей, сеялась в Древнем Египте за 4 тыс. до н. э. и возделывалась многими народами того времени. В других древнейших государствах: Ассирии, Вавилоне, Китае, Индии — рожь отдельно не возделывалась. В Иране, Афганистане, Аравии, Палестине, Малой и Средней Азии рожь была известна как сорное растение пшеничных и других посевов. На основании этого было сделано предположение, что культурная рожь произошла от дикой сорнополевой ржи, засоряющей посевы пшеницы и ячменя в Передней Азии и в Закавказье и морфологически не отличающейся от культурного вида.

Озимая рожь появилась в культуре позже пшеницы — за 2 тыс. до н. э.

Исторические данные свидетельствуют, что рожь сеялась в Малой Азии, Греции, Кавказе и в Крыму уже в III—IV вв. Славянские племена Древней Руси издревле занимались возделыванием ржи (жита). В XII в. культура ржи была распространена в Поволжье (Булгарское царство). Из южных районов рожь России постепенно перемещалась на север и северозапад страны — области с суровыми зимами. В Сибирь озимая рожь проникла из европейской части в период освоения Сибири русскими поселенцами. В настоящее время озимая рожь возделывается от тундры до южных районов Украины и от Германии и западных районов Беларуси до Забайкалья. В степных зонах Западной и Восточной Сибири озимая рожь дает низкие урожаи и заменяется яровой рожью и пшеницей. В нечерноземной полосе СНГ сосредоточено более 35 % посева озимых, где озимые рожь и пшеница занимают почти равные площади.

Рожь принадлежит к роду Secale, который включает 10 видов. Из них возделывается только один вид — Secale cereale L. — рожь посевная, или культурная, — злак, разводимый во многих странах, но не известный в диком состоянии. Рожь посевная — однолетнее травянистое растение. Как кормовое растение выращивают также культурную многолетнюю рожь Secale derzhanovii, полученную А. И. Державиным при скрещивании многолетней ржи Secale montanum Guss. с однолетней посевной рожью.

Вид S. cereale L. объединяет более 40 разновидностей. Разновидности ржи различают по признакам: ломкость колосового стержня, плотность заключения зерна в чешуях, окраска колоса и опушенность цветковых чешуй. Распространенные в культуре сорта ржи принадлежат к одной разновидности — var. vulgare Кörn. (колос белый, колосовой стержень неломкий, наружная цветочная чешуя голая, зерно открытое или полуоткрытое). Рожь посевная — единственный вид культурной ржи, который широко первой группы 153

Рис. 16. Рожь: морфологические особенности (а); на поле в июле (б); в августе (в); ее зерновки восковой (г) и полной (д) степени зрелости распространен в мировом земледелии как важнейшая продовольственная и кормовая культура.

S. cereale L. как природный вид содержит диплоидный набор хромосом (2n  14). В конце ХХ в. селекционерами получена и широко культивируется тетраплоидная рожь (2n  28), сорта которой имеют мощную, стойкую против полегания соломину и крупное зерно (масса 1000 зерен достигает 50—55 г).

Требования к почве и климатическая стойкость

Рожь значительно превосходит пшеницу по неприхотливости к почвенно-климатическим условиям. Она успешно развивается при кислых pH 5,3–6,5, что позволяет высевать ее на малопригодных для пшеницы подзолистых землях. На тяжелых глинах, заболоченных и засоленных участках культура растет плохо. За способность осваивать новые земли рожь называют культурой-пионером. Типичная среда для нее — легкие песчаные маловлагоемкие почвы, где при систематическом внесении удобрений рожь можно выращивать бессменно несколько лет подряд.

Лучшими для озимой ржи остаются плодородные черноземы и серые лесные почвы среднего и легкого суглинистого механического состава. Культура отлично отзывается на любые агроприемы, повышающие плодородие. Она усваивает фосфорную кислоту из фосфоритов лучше большинства других растений, а по усвоению калия лишь немного уступает овсу.

• Температура прорастания семян — 0,5–2 °C
• Морозостойкость на узле кущения — до -19...-21 °C
• Порог активности вегетации — 3–4 °C
• Коэффициент транспирации — 340–450
• Предельная высота выращивания в горах — 4300 м

Высокая засухоустойчивость ржи обусловлена мощным развитием корневой системы и физиологической способностью регулировать сроки созревания в зависимости от влажности. Экстремальная зимостойкость и выносливость на малоплодородных землях делают рожь стратегической культурой для сложных регионов и тяжелых военных периодов. Эти селекционные признаки помогают преодолевать недостатки культуры при выведении новых сортов с улучшенным качеством зерна.

Особенности морфологии, развития и размножения

Озимая рожь проходит те же фенологические фазы и этапы органогенеза, что и озимая пшеница. Стебель у ржи полый, прямой, с 5–6 междоузлиями и опушением под колосом. Высота стебля колеблется от 70 до 180–200 см, составляя в среднем 80–100 см. Интенсивность кущения высокая: обычно растение формирует 4–8 побегов, а в благоприятных условиях — от 50 до 90.

Мочковатая корневая система ржи проникает на глубину до 1,2–2 м. Благодаря высокой физиологической активности корни легко усваивают полезные вещества из труднорастворимых соединений (например, фосфатов). Листья у ржи узкие, линейные, с длинными влагалищами; листья и стебель имеют сизо-зеленый оттенок из-за воскового налета. На основании листовой пластинки расположен короткий язычок и короткие голые или опушенные ушки, охватывающие стебель.

На верхушке стебля формируется один удлиненный, слегка поникающий сложный колос с 2–3-цветковыми колосками. Наружная цветочная чешуя с килем переходит в зазубренную ость длиной 1–5 см, которая может быть прижатой или расходящейся. Завязь имеет два перистых рыльца, цветок несет три тычинки с длинными свисающими пыльниками. Зерновка продолговатая, сжатая с боков, с глубокой бороздкой; при созревании она вываливается из колоска. Зерно различается по размеру и форме, а его окраска бывает белой, зеленоватой, серой, желтой или темно-коричневой.

Род ржи Secale L. наряду с родами Triticum L., Aegilops L., Agropyron Gaertn. и Haynaldia Schur. входит в субтрибу Triticinae трибы Triticeae семейства злаков (Gramineae). Базовое гаплоидное число хромосом у представителей этой трибы равно семи (n = 7). Геном ржи гомеологичен трем геномам пшеницы, а его хромосомы обозначаются от 1R до 7R. На основе существующих генетических карт хромосом ученые ведут расшифровку генома ржи с помощью методов молекулярной генетики.

Генетика и селекционный потенциал ржи

Для создания сортов с заданными параметрами качества селекционеры используют данные о локализации генов в хромосомах ржи. Установлено, что хромосома 1R участвует в генетическом контроле белка эндосперма. Влияние других хромосом на биохимические показатели зерна распределяется следующим образом:

Хромосомы ржи также содержат гены, контролирующие устойчивость к опасным болезням пшеницы. Устойчивость к Puccinia striiformis West., Erysiphe graminis DC, Cercosporella herpotrichoides Fron. и Claviceps purpurea (Fr.) Tul. связана с конкретными хромосомами. Это свойство активно используется при селекции ржи, пшеницы и тритикале.

Скрещивание ржи с другими пятью родами субтрибы пшеничных (Triticinae) затруднено: в первом поколении (F1) конъюгация хромосом почти не происходит, из-за чего гибриды стерильны. Скрещивание Secale cereale L. с диким ячменем (Hordeum jubatum L.) и Elymus arenarius L. также дает стерильное потомство F1, хотя с помощью естественного или искусственного удвоения числа хромосом удается получить фертильные амфиплоиды. На практике реальное значение имеют только межродовые гибриды тритикале и секалотритикум, полученные от скрещивания Triticum с Secale.

Поскольку рожь является перекрестноопылителем, работа с инбредными линиями ограничена — они развиваются слабыми, что мешает связать специфические признаки со специфическими хромосомами. Тем не менее селекционерам удалось избавить культурную рожь S. cereale от ломкости колосового стержня, которая вредит урожаю. Этот доминантный признак контролируется одним геном, тесно сцепленным с геном многолетнего типа развития. Еще один признак — ветвление колоса — контролируется рецессивным геном первой группы 157, который высокочувствителен к внешним факторам. Для предотвращения полегания селекционеры используют гены карликовости.

Важную роль в защите растений от болезней играют антоциановые пигменты, которые накапливаются в алейроновом слое зерна, колеоптиле, первом листе, основании стебля, узлах, верхнем междоузлии и пыльниках.

Технология возделывания, удобрение и защита растений

Высокая продуктивность озимой ржи достигается за счет четкого выполнения технологических операций на всех этапах вегетации. Система обработки почвы">Система обработки почвы под культуру выстраивается в строгой последовательности.

1. Основная обработка: вспашка и культивация сразу после уборки предшественника для очистки поля и сохранения влаги.
2. Предпосевная обработка: культивация с одновременным боронованием для выравнивания почвы и создания плотного ложа для семян.
3. Послепосевная обработка: прикатывание почвы для дружных всходов и весеннее боронование для разрушения корки и уничтожения сорных растений.

Под основную обработку вносят 20—30 т/га органических удобрений. Эффективность органики возрастает при совместном внесении с минеральным фосфором (60—80 кг/га д. в.) и калием (90—120 кг/га д. в.). Азотные удобрения общей дозой 90—100 кг/га д. в. распределяют по схеме дробных подкормок:

Для сева используют семена не ниже третьей репродукции с чистотой не менее 98 %, всхожестью от 87 % и стандартной влажностью 15,5 %. Перед севом семена протравливают для предотвращения инфекций (высокую эффективность на практике доказали препараты байтан-универсал, витавакс, кинто дуо, максим и др.). Одновременно с протравливанием семена обрабатывают микроудобрениями: медью, молибденом, марганцем и бором в дозе 60—90 г на центнер семян.

Сев проводят сплошным рядовым способом (междурядья 15 см) или узкорядным (междурядья 7,5—10 см). Основные параметры сева для условий Беларуси сгруппированы ниже:

• Сроки сева — с 25 августа по 20 сентября
• Температура начала сева — среднесуточная 14 °С
• Норма высева на супесях и суглинках — 4—5 млн всхожих семян на 1 га
• Норма высева на торфяно-болотных почвах — 3,0—3,5 млн всхожих семян на 1 га
• Глубина заделки на легких почвах — 4,5 см
• Глубина заделки на суглинках — 2—3 см

Уход за посевами включает прикатывание, снегозадержание, весеннее боронование и интегрированную систему химической защиты. Работы по защите посевов проводят по следующему графику:

• Сразу после уборки предшественника: гербицидная обработка против многолетних сорняков (пырей ползучий, осот).
• В конце октября (перед уходом в зиму): обработка фунгицидом против снежной плесени.
• В фазе кущения-колошения: химическая прополка против однолетних двудольных сорняков.
• В фазе выхода в трубку: обработка посевов ретардантами против полегания (совмещается со второй азотной подкормкой).
• В период вегетации: обработка инсектицидами против вредителей (пьявица, большая злаковая тля) при превышении порогов вредоносности.

Озимая рожь созревает на 8—10 дней раньше озимой пшеницы. Озимую рожь убирают однофазным (прямое комбайнирование) и двухфазным (раздельная уборка) способами. Прямое комбайнирование проводится в фазе полной спелости, при влажности зерна 18—20 %.

При сильной засоренности, неравномерном созревании, полегании посевов необходима двухфазная уборка. Сначала растения скашивают в валки в фазе восковой спелости при влажности зерна 36—40 %. Затем через 3—5 дней валки обмолачивают комбайнами с подборщиками.