1 Обзор литературы
1.1 Морфологические особенности яровой пшеницы
Пшеница – однолетняя травянистая культура, которая принадлежит семейству мятликовые (Poaceae), роду – Triticum. По классификации П.М.Жуковского существует 27 разных видов культуры, но в Казахстане вы-сокое продвижение приобрели эти виды - мягкая (Triticum aestivum) и твер-дая (Triticum durum).
Мягкая и твердая пшеницы больше всех подверглись испытаниям при-родой и людьми, потому как с давних пор времен появились в культуре и так как используются чаще всего. У них также существует много разновидно-стей. Культуру делят по таким критериям из морфологических свойств как - остистость колоса, опушенность колосковых чешуй, окрас колоса, остей, зерна.
По морфологическим свойствам стоит отметить, мягкая пшеница встре-чается чаще второй, у нее есть рыхлый, с остями или же без остей колос, у остистой группы ости расходятся и меньше колоса в длину. Чешуя колоса морщинистая вдоль, киль у нее в чешуях тонкий, который пропадает у осно-вания, лицевая сторона толще боковой. Больше, соломина под колосом пу-стая. Зерно без проблем обмолачивается, бывает мучнистым или стекловид-ным, хохолок часто бывает отлично выделен, с длинными волосками.
У твердой же пшеницы колос выглядит плотнее, имеет призматический контур, боковая же сторона толще лицевой, и больше всего попадает колос с остями. Ости длинные, параллельные, киль ярко выделяется до его основа-ния. Соломина под колосом неполая, сложнее обмолачивается, в сравнении с предыдущей, зерно удлиненное, больше по размеру, бывает стекловидным, меньше слабо мучнистым, хохолок плохо выделен, с короткими волосками.
В Казахстане чаще всего встречаются следующие виды мягкой пшени-цы – лютесценс, альбидум, эритроспермум и твердой пшеницы – гор-деиформе, леукурум. Каждая из этих видов предположительно содержит список сортов, которые отличаются по биологическим и остальным свой-ствам. В единичном виде возможны сорта различной группы спелости и раз-ных форм [6].
Корневая система подразумевает, стебель, лист, соцветие и плод назы-вают наиглавнейшими органами морфологии [7].
Корневая система культуры мочковатая, она также состоит из двух ти-пов корней - первичных (зародышевых) и вторичных (узловых). Во время прорастания зерна начинается образование первых корней, количество ко-торых составляет тематику приблизительно от 3 до 5. Вторые же корни формируются после фазы получается всходов на 12-19 день. Зародышевые корни хлебных злаков также содействуют в кормлении растений в период всей вегетации, которые формируют до узловых корней, они же опережают их в росте и в конец вегетации имеют 152см и выше длины. Однако для об-разования высокого значения урожайности возможно определённо лишь при нормальном формировании узловых корней. В периоды всей засухи эти корни могут и не сформироваться, и тем самым получается, снижая урожай, оставляя его в диапазоне от 5 до 9ц/га. Культура опасается засушливости по-тому как ее корни расположены на глубине до 20-30см [8].
Стеблем культуры является - соломина, которая сформирована из 5 - 8 междоузлий, скрепленных стеблевыми узлами. Так как этот орган у мягкой пшеницы пустоватый, то при перестой на корню культура может обламы-ваться полным колосом и при не очень благоприятным природным факто-рам сопутствует полеганию и достаточными убытками урожая, в высокой степени у культур с высоким ростом.
Листья у культуры линейные, ланцетовидные, имеют параллельное жилкование. У основания они сформированы в трубочки, которые присо-единены к узлам стебля, и они обхватывают некий участок стебля. Число, крупность и положение листьев сказываются на урожайности культуры, по-тому как это одни из первостепеннейших органов фотосинтеза. Листья бы-вают двух типов, первый тип – прикорневые, они образуются из узлов под землей, их количество обычно от 4 до 5. Второй тип является стеблевые, ко-торые формируются над землей с количеством от 3 до 5. Наилучшей площа-дью во время наивысшего развития культуры, при доступном содержании питательных веществ считается 34-40тыс.м?, однако при маленьком содержа-нии влаги считается 15-25тыс.м? [9].
У культуры соцветие – сложный колос, образованный из стержня, а он из некоторых члеников. На уступе колоса имеется по одному колоску, состо-ящему из двух колосковых чешуй, а всего их в колосе имеется от 30 до 60. В колосковую чешую входят киль, зубец, плечо. Внутри колоска находится 3-5 цветков. Одной из целей специалиста агрономии, сделать так, чтобы все цветки в колосе опылились и завязались зерна. Каждый из цветков имеет две цветковые чешуи, между которыми располагается пестик с завязью и двуло-пастным перистым рыльцем и три тычинки, содержащие тонкую нить и двухгнездные пыльники с пыльцой. У основания завязи, близко возле тычи-нок, находятся две пленки, именуемые лодикуле. Пленки при цветении набу-хают, что приводит к оплодотворению цветка и его раскрытию [10].
Плод культуры - зерновка, состоящая из следующих частей: оболочки, эндосперма и зародыша, который находится с одной стороны зерновки, с другой - хохолок из коротких волосков. Во время обмолачивания зерновки без особых трудностей отходят от пленок. Оболочка формируется из стенок завязи и стенок семяпочки, предохраняющей зерно от плохих климатических условий и механических ран. В эндосперме имеются нужные элементы кото-рые нужны для зародыша и эндосперм располагается в главной части внут-ри зерна. С увеличением роста он испаряется и остается просто оболочка. Эндосперм образуют две части: наружная, именуемая по-другому алейроно-вая и внутренняя, синонимы мучнистая, крахмалистая части, они соответ-ствуют 80-90% зерновой массы. От эндосперма неким щитом отсоединен за-родыш, находящийся в низкой части потолще. Почка, зародышевый стебель и корешок в общем и целом формируют зародыш. Клетки щитка которые впитывают пищевые элементы отводят их к зародышу. С помощью диастаза крахмал переходит в сахар. Предположительно около 2% на зерновую массу приходится зародыш [11].
1.2 Биологические особенности яровой пшеницы
В сравнении с остальными растениями у культуры есть несколько це-лых определений, помимо того, что сама культура имеет большое количе-ство выбора. Во-первых, сравнительно низкие ступеньки роста в маленьком возрасте. За прорастанием она развивается маленькими шагами в сравнении с другой культурой, такой как ячмень. Она становится более ранима к пло-хим факторам из-за того, что на старте своего развития не очень хорошо, вернее не очень быстро развивается. Также культура менее хорошо борется с сорными получая от них большой вред. Кроме вышеперечисленного она еще и в период всходов получает вред от насекомых и всяческих заболеваний.
А вот низкий процесс роста определяет то, что культура нуждается на старте своего рождения к факторам выращивания. Причиной медленного образования всходов является невысокая t земли в период сева. Зерно стар-тует расти при градусах +1? и +2?, даже в этом случае рост низкий по темпу скорости. А вот 12-20? ускорят эти процессы. Чтобы на земле сформировался проросток необходимо значение суммы среднесуточной t около 120?. Удли-нение фазы сев - всходы до 18-22 дней объясняется тем, что t погоды очень низкая весной.
Потому как у культуры не очень хороший корень что кстати говоря является ее индивидуальностью биологии, она очень сильно просит вещества питания, и ужасно относится к кислой почве.
Отношение к температуре. Расти семена способны при t 1-2?С, но всхо-ды способные к жизни формируются при 4-5?С. Но сами действия формиро-вания всходов и роста происходят в низком темпе скорости. Формирование всходов происходит на двадцатый день если t почвы 5?С, на тринадцатый день при 8?С, на девятый при 10?С, и на седьмой при 15?С. Максимальный мороз доя них до 10?С. На самых первых фазах она может перенести ма-ленькие t. К примеру, в период роста зерна она способна терпеть мороз до 13?C, в период кустистости до 9?C. Но во время цветения и налива зерна мо-роз 2?C частично поражает его. С посева по зрелость зерна нужна сумма по-ложительных температур от 1800 по 2500°С.
При 11?С пшеница хорошо кустится. Пониженная температура земли в это время отлично воздействует на формирование и развитие корней, и тем самым, на высоту урожая. Во время колошения и спелости более благопри-ятной является t 16-23?С. Сравнивая виды, то мягкая в отличии от второго типа чуть лучше терпит отрицательную температуру весной. Так и к высокой t лучше относится первый тип пшеницы [12].
Отношения к влаге. Культура относительно сильно нуждающаяся во влаге. По сравнению с озимой пшеницей, она из-за своих плохих корней и их неопределенного роста, больше нуждается во влаге. Старт впитывания воды берет начало с набухания зерен и формирования всходов и без остановки растет до периода колошение. Самый высокий рост массы и самая большая трата воды приходится на период выход трубки и колошение. Когда нету или недостаточно влаги в земле в это время, кустистость снижается, развитие происходит ниже, время роста уменьшается и тем самым урожайность пада-ет. За цветением поглощение влаги снижается из-за опадания и ослабевания листков, а в завершении спелости заканчивается.
Во время вегетации неодинаково поглощается влага и расходится дан-ным способом:
1. В целом поглощает 5-7% в период всходов.
2. 14-20% во время кустистости.
3. 50-60% в периоды выхода в трубку и колошения.
4. 20-30% в период молочного состояния.
5. 3-5% в восковую спелость.
Во время кустистости и выхода в трубку растение нуждается больше всего в воде. Повышается количество колосков из-за того что недостаточно воды в земле в это время. Последствия этого неисправимы даже погодными условиями. В этих факторах она быстро меняет период и урожай ухудшает-ся. Помимо этого наибольший расход воды происходит в период цвета и налива. При сравнении чисел посева то при маленьких числах сева этот пе-риод лучше и скорее заканчивается. Если с марта по май запас воды в земле ниже 100мм, то образуются не совсем замечательные факторы для выроста, но при ниже 60мм совсем нельзя взять даже более менее нормальный уро-жай. В главных местах выращивания сухость истощает землю сверху и по-этому ужасно развитие не ток узловых корней, но и зародышевых, что ска-жется на плохом урожае.
В условиях природы страны, из-за малой доступности воды можно назвать это препятствием замечательным урожаям. Культуре очень нужна влага. Так, чтобы сделать 1 центнер урожая семян, нужно в целом 12,5мм воды. В результате малой влаги виднеются такие плохие следствия как по-вышение колосков без плода, подавление выроста узловых корней, и сниже-ние крупности семян [13].
Хоть и показатель транспирации у нее примерно 400-500, он не каж-дый раз указывает на ступень засухи, потому как не в полном объеме обо-значает ее нужду во влаге. Этот показатель ТК способен на большие скачки вариации в зависимости от факторов роста. Чрезмерно высокое значение числа осадков и другого в начальный или последующий отрезок вегетации культуры или нерациональное распределение их в эти промежутки времени являются неблагоприятными [14].
Отношение к свету. Культура определена к длинному дню света. Из-за того, что при длительности дня не больше 16 часов позже колосятся культу-ры с таким днем, то промежуток всходы – колошение одинакового сорта учитывая факторы и местоположение продолжительность данного проме-жутка может равняться 10-24 дням [15].
Предъявления к почве. Культуре очень нужны такие элементы в земле как нетрудно получаемые вещества питания, это можно охарактеризовать тем что у нее сравнительно маленький промежуток вегетации и маленькая способность корней. Для нее отличными типами земли являются все черно-земные, каштановые, среднеподзолистые и слабоподзолистые, темноцветные суглинистые. Культура калечится от большой земляной кислоты. Неплохой урожай обеспечивают слабокислые и нейтральные земли с показателем р Н от 6 до 8. Соль выдерживает плохо.
Из индивидуальностей у нее можно отметить не дружность и нечастая всхожесть. Это следствия низкой влажности земляного покрова в теплом по-лушарии и большая кислотность земли и заболевания фузариозом в холод-ном полушарии [16].
Спрос в веществах минерального питания. Культуре необходимы большие дозы питательных веществ, потому как отсталые корни и маленький срок вегетации. Так, чтобы взять центнер зерна в среднем выходит 3,5кг N2, 1,2 P2, 2,5 K2. От условий периодов роста, впитывание веществ питания бу-дет колебаться. Поэтому, в промежутке формирования всходов и формиро-вание 3 листика, впитывание химических веществ не столь велико. Но, стар-туя со срока кущения, которая перетекает к будущим процессам вегетации, виднеется рост впитывания веществ пищевых из земли. Больше всего впиты-вают в промежуток выход в трубку и цветение.
Можно выделить, что данный промежуток определяется наибольшим приходом роста сухого и сырого элементов. Также выделяется промежуток налива и формирования семени. Промежуток кущение и выход в трубу это подходящее больше всего время чтобы положить подкормки. За периодом выход в трубу и перед наливом семени замечательным одобрением являются вещества которые имеют калий.
В сентябре можно вносить КАС и остальные удобрения которые имеют аммиачную структуру N2. Но, нужно выделить что чрезмерное такое пита-ние способно ускорить рост вегетативной массы. В связи с этим, исчезает за-пас воды, увеличивается чувствительность к ранам, уменьшается урожай-ность. В целом значение удобрений N2 не должна превышать 90кг/га дей-ствующего вещества [17].
Подводя по вышесказанному напрашивается вывод, что слишком большая нужда культуры к факторам выращивания и непостоянность уро-жая оправдывается ее индивидуальностью биологии, такой как низкая слабая корневая система, маленькая продуктивная кустистость и поверхностным расположением узелков кущения [18].
1.3 Влияние сортовых особенностей на продуктивность яровой пшени-цы
Наряду с остальными приемами агротехники возделывания яровой пшеницы огромную роль в повышении урожайности имеет подбор сортов, наиболее приспособленных к почвенным и климатическим условиям региона [19].
На урожайность и качество зерна яровой пшеницы наравне с наслед-ственными признаками сорта значительное влияние оказывает сложный ком-плекс факторов, основными из которых являются почвенные и агроклимати-ческие факторы, агротехнические приемы выращивания и организационные мероприятия.
Сорт является главным фактором устойчивого и нарастающего произ-водства зерна пшеницы. Для возделывания пшеницы используются, прежде всего, сильные, а также ценные сорта, отличающиеся высокой потенциальной урожайностью, хорошей отзывчивостью на удобрения и изменения агротех-нологии, комплексной устойчивостью к вредным факторам (перезимовка, за-суха, полегание, болезни и другое). Из многолетней практики известно, что не все сорта одинаково реагируют на изменения факторов их возделывания, в связи с этим и реализация потенциальной продуктивности у разных сортов идет по-разному. Высокопродуктивные сорта выносят из почвы большее ко-личество питательных веществ, расходуют больше воды и требуют высокой агротехнологии. Если таких условий нет, то потенциально более продуктив-ный сорт не только не дает прибавки, может и уступить по урожайности дру-гому менее продуктивному, но и менее требовательному к условиям возде-лывания сорту.
В процессе селекции при наибольшей оптимизации условий выращива-ния автоматически усложняется проблема агроэкологической приспособлен-ности нового сорта. В данном случае сама селекция на достижение потенци-альных возможностей сорта требует и соответствующих фонов для выявле-ния и отбора нужных генотипов. Это было бы возможным, если в процессе селекции относительно роста генетически детерминированного потенциала урожайности новых сортов увеличивался и потенциал условий их выращи-вания в производстве. Но не всегда и не везде потенциал продуктивности но-вых сортов соответствует росту уровня агротехники в производстве и в связи с этим наблюдается высокая вариабельность урожайности по годам.
В связи с этим в местных условиях сорта должны обладать, прежде всего, высокой стабильностью урожайности и качества зерна, повышенной засухоустойчивостью и широкой экологической пластичностью.
Под пластичностью подразумевается положительный ответ генотипа на увеличение факторов роста, стабильность — устойчивость свойства в разных природных факторах.
К примеру селекция прошедшая на землях опытного села Казахского НИИ зернового хозяйства в Шортанды, определила что у Целинной 20, 21, 26, 60 и у Саратовской 29 значение пластичности было около одного. Тем самым, факторы возделывания сильно влияют на урожайность сортов и их переменчивость.
Еще по источнику из Казахского НИИЗХ значимые урожаи получили у сортов Целинная 26 и 60, независимо от нестабильных факторов выращива-ния. Это наталкивает на то что индивидуальности биологии сортов подходят факторам возделывания.
Еще по источнику из Казахского НИИЗХ значимые урожаи получили у сортов Целинная 26 и 60, независимо от нестабильных факторов выращива-ния. Это наталкивает на то что индивидуальности биологии сортов подходят факторам возделывания.
Взгляды селекции по формированию новейших лучших сортов необ-ходимы отталкиваться первым делом на ретросперспективном своде совре-менности свойств морфологии и физиологии культур, которые способствуют возрастанию урожая семян в будущие годы [20].
Изучив два сорта Целинная юбилейная и Акмолинка1, установлено, что первый опередил второй по урожаю на 3,7 ц/га, и составил 22,5 ц/га. Ежегодно урожайность прыгала от 13,1 до 41,4 ц/га, однако лидерами были сорта за последний год [21].
Благодаря удлинению времени вегетации получилось увеличить уро-жай сортов средней поздней спелости разных промежутков сортосмены. Бла-гоприятная корреляция наблюдалась между урожаем и вегетации которая равна 0,68. По сравнению с начальными сортами на неделю возросла дли-тельность промежутка всходы - восковая спелость у Целинной 20, 21 [22].
Но в некоторые года сорта средней спелости опережают сорта средней поздней спелости по урожаю. Это следствия индивидуального природного фактора и количества осадков летом. Когда главная масса осадков в первой декаде лета, по урожайности лидируют сорта ранней спелости. Если же наоборот начало лета почти без осадков, а в середине лета много дождя, то опережают сорта средней поздней спелости.
По ежегодным источникам можно понять что вместе с повышением урожая зерно по качеству стало тоже лучше.
За счет продления вегетации у среднепозднеспелых сортов урожай-ность прыгнула дальше, так как увеличилось развитие колосков и массы се-мян. Количество семян со стебля и масса тысячи семян являются главными веществами структуры урожая.
Для нормализации и роста урожая в СК нужно умножить посев сортов Целинная 26,60,24,3, юбилейная, Эритроспермум35 [23].
Исследования, прошедшие в Акмолинской области в 2011-13гг. пока-зали, что факторы этого региона положительно сказались на развитии узло-вых корней у сортов Секе (5,2шт/растение), Степная60 (4,5), Карагандин-ская22 (5,5). С периода кущение по созревание, повышалось количество уз-ловых корней. Кроме того, в таких условиях местности немалую роль играет длительность вегетации [24].
Из всех этих сортов сорт Карагандинская22 отличился хорошей дли-тельностью вегетации (94сут). А по всем сортам этот показатель имел среднее значение 96сут. Условия окружающей среды благоприятно отразились на образовании основных элементов урожайности во время вегетации [25].
Перечисленные сорта выделились хорошим качеством зерна, которые не хуже мировых стандартов. Но в связи с высокой переменчивостью погоды урожайность значительно прыгает по годам в пределах от 4,7 по 2,7 т/га, что говорит о невысокой биологической продуктивности природы [26].
По таким показателям как плодородие почвы и длительность дня зона СК соответствует для выращивания яровой пшеницы. Благодаря этому мож-но возделывать сорта с хорошей урожайностью и с большим количеством белка. Внутрирегиональная принадлежность сортов отражается на структуре урожая [27].
Таким образом, адаптивная способность позволяет сортам увеличить количество узловых корней, показатель продуктивной кустистости, озернен-ность и урожайность зерна. Так, по этим показателям сорта Карагандинской селекции дали неплохие результаты в Акмолинской области [28].
Кроме того, выяснилось что погодные факторы по-разному сказывают-ся на урожайность сортов во время исследований. Так, ГТК составлял 1,1-1,2, а в 2013г он составил 2,9, т.е был чересчур увлажненным. На негативное воздействие засушливости в весенне-летнее время пшеница неплохо реагиру-ет во время кущения, однако значительно уменьшается продуктивность, если влияние приходится на время выхода в трубку, когда действует закладка ко-лоса.
Лучше приспособлены к засушливым зонам в СК сорта с более дли-тельной фазой кущения [29].
Существует зависимость образования урожайности от длительности начального периода вегетации [30].
Во время исследований по этому показателю у сортов среднеспелой группы в среднем составило 98,28±1,88сут. Промежуток всходы-колошение был 41сут., это объясняется погодными факторами, а точнее из-за того, что в самом начале лета практически не было осадков. А вот обильные осадки и уменьшение t в середине лета увеличили промежуток колошение-созревание (50-57сут.). Из всех сортов наименьшее время вегетации было у Карагандин-ской 22 (94сут). Время вегетации увеличивается из-за чересчур большого увлажнения [31].
Кадиков Р.К., Исмагилов Р.Р. и Никулин А.Ф подытожили, что боль-шой урожай дает сорт средней спелости в год с достаточным количеством влаги и с оптимальной t [32].
По данным Красновой Ю.С., урожайность зерна яровой мягкой пше-ницы зависит от высокого значения продуктивной кустистости (r = 0,4±0,06). Этот показатель нужно внести в программы селекции чтобы получать регу-лярный сбор урожая.
Сорта лучше распределять по хорошим по сельскохозяйственному со-стоянию почвам, чтобы с помощью ответам на переменчивость факторов природы получать большие урожаи [33].
В нашей стране каждый год возможно получать около 20 млн. тонн зерна, если увеличить урожайность до 1,5т/га. Применение сортов Караган-ды в сильно изменчивых факторах Акмолинской области приводит к повы-шению валового сбора зерна [34].
Сорт Карагандинская 22 отличился хорошей урожайностью— 4,0 т/га. Кроме него еще сорта Сары - Арка (3,7 т/га) и Степная 60 (3,4 т/га) не оста-лись в тени, и имели в среднем 3,00±0,75 т/га биологической урожайности [35].
Еще между урожаем и показателями как озерненность и масса 1000 зе-рен выявлена связь корреляции. Главными показателями структуры урожая у этих сортов являлись число растений на 1м2 (230-282шт/м?), число про-дуктивных стеблей (201-333 шт/м?), озерненность(20-30 шт.), масса 1000 зе-рен(36,4-49,6шт.). Сорта Карагандинская 22, Степная 60 и Сары-Арка более подходящие для Акмолинской области по урожаю [36].
При помощи повышения времени вегетации (16%), m зерна с колоса (16,5%), с растения (28%), числа зерен (7,2%), и m 1000 зерен удалось уве-личить урожайность у сорта Целинная юбилейная.
Такие сорта среднеспелой группы как Акмола2 и Целинная Зс обогна-ли Шортандинскую25 около 11% по урожайности. Повышение этого показа-теля сделано при помощи повышения:
- продуктивной кустистости - на 12,5 %, 11,7 %,
- m зерна с растения - на 14 8 % 14 2 %.
- озерненности- на 4 3 % 8,0 % соответственно
Сорт Астана среди среднеранних выделился увеличением урожайно-сти. В первую очередь благодаря чуть большей m 1000 зерен и m зерна с колоса.
По группе спелости отличились по урожаю среднеспелые и средне-поздние сорта в зоне СК.
На продолжительность вегетации влияли факторы погоды и возделы-вания. А из-за разного количества продуктивной влаги эти показатели воз-растали.
На сегодняшнее время, повышение урожайности необходимо сходиться с адаптацией сортов, постоянностью в переменчивых факторах экологии, и экологической пластичностью.
Таким образом, в годы с хорошим климатом между длительностью ве-гетации и урожайностью, количеством узловых корней и продуктивностью присутствует крепкая благоприятная связь у среднеспелых сортов [37].
Исходя из информации, приведенной выше, можно сделать вывод, что не только сортовые особенности, но и климатические условия могут влиять на продуктивность яровой пшеницы.?
2 Программа и методика исследований
2.1 Программа исследований
Исследования осуществлялись в ТОО Карагандинской СХОС им. А.Ф.Христенко (Карагандинская Сельскохозяйственная опытная станция), которая располагается в Бухар-Жырауском районе Карагандинской области, в селе Центральное, в зоне умеренно-засушливых степей темно-каштановых почв. Общая площадь хозяйства 19867га. Она была сформирована осенью, в 1932 году. Ее сформировали поскольку в этом регионе не было научно-обоснованного ведения сельского хозяйства.
