Красноярск, Красноярский край, Россия
Россия
Красноярский край, Россия
Цель – исследовать динамику урожайности среднеранних сортов яровой пшеницы в разных природных зонах Красноярского края. Задачи: установить особенности влияния контрастных природно-климатических зон на урожайность, определить районы с более высоким темпом ее роста. Проработка результатов сортоиспытания урожайности 35 среднеранних сортов яровой пшеницы по периодам лет с 1999 по 2020 г. в шести природно-климатических зонах Красноярского края показала значительную амплитуду ее изменчивости почти во всех зонах, кроме VI (лесостепь Причулымья), в которой в течение 22 лет постоянно получают высокие урожаи (от 3,75 до 4,43 т/га). Равномерно наблюдается рост урожайности (от 1,86 до 2,84 т/га) и в VIII зоне (степь предгорий на обыкновенных и южных черноземах). Существенное варьирование урожайности по периодам изучаемых лет характерно для IV (подтайга предгорий), III (подтайга низменности), VII (южная лесостепь) зон. Наиболее низкая урожайность (1,11–1,81 т/га) получена в III зоне. Выявлены существенные расхождения по урожайности в пределах одной природной зоны на разных сортоучастках, что можно объяснить отличием погодных условий во время вегетации и уровнем агротехники. Фенотипическая изменчивость урожайности среднеранних сортов в основном обусловлена природно-климатическими условиями зон (26,5–64,1 %). Комплекс природных условий каждой природной зоны превалирует в формировании урожайности. Влияние природных зон в изучаемые периоды лет на варьирование урожайности неодинаково. Меньше всего их действие на урожайность было в 1999–2001 гг., больше – в 2012–2016 гг. Достоверный вклад в формирование урожайности вносит взаимодействие факторов «зоны х сортоучастки» (4,5–33,7 %), «годы × зоны × сортоучастки» (6,6–20,7 %), условий вегетации (2,0–26,3 %). В каждой природно-климатической зоне выявлены особенности взаимосвязи урожайности с метеорологическими показателями. Для реализации потенциальных возможностей среднеранних сортов необходимо учитывать возможности почвенно-климатических зон, проводить агротехнику в соответствии с биологическими характеристиками сортов, учитывая их отзывчивость на агрофон и погодные условия.
среднеранние сорта, природная зона, урожайность, изменчивость, вклад, корреляция
Введение. В последнее десятилетие в Красноярском крае больший процент посевных площадей занимают среднеранние сорта яровой мягкой пшеницы – 62,92–62,0 % (2020–2021 гг.) [1]. Сибирскими учеными созданы продуктивные среднеранние сорта яровой пшеницы, сочетающие высокий уровень урожайности с ее стабильностью в различных условиях произрастания. Некоторые из них продолжительное время возделывались в производстве и занимали значительные площади в крае и других регионах России. Это уникальный сорт селекции Тулунской станции – Скала.
Фактически в последние 15 лет ведущими сортами в крае являются сорта новосибирской селекции. С 2010 г. более 43 % посевных площадей приходилось на среднеранний сорт Новосибирская 29 и около 7 % на сорт Памяти Вавенкова. С рекомендацией производству сорта Новосибирская 31 и появлением на рынке его семян произошло значительное снижение посевных площадей с 2013 г. под сортом Новосибирская 29. В настоящее время сорт Новосибирская 31 занимает 29,7 % (2022 г.) посевных площадей яровой мягкой пшеницы, вытеснив сорта Памяти Вавенкова (0,1%) и Новосибирская 29 (3,5 %). Расширяются площади посева под новым сортом Новосибирская 41 (11,2 %).
Длительное время в крае возделывался среднеранний сорт омских селекционеров Омская 32. Более 10 лет в растениеводстве края используется сорт алтайской селекции Алтайская 70, который занимает 5,4 % площади посева под пшеницей.
По районированию, принятому для сортоиспытания и практического использования его результатов, Красноярский край подразделяется на восемь почвенно-климатических зон, которые отличаются по почвенному покрову и агроклиматическим показателям [2–4]. В шести природных зонах культивируется яровая пшеница, в них расположены госсортоучастки: III (подтайга низменности, сортучасток Казачинский), IV (подтайга предгорий, сортучастки – Дзержинский, Саянский), V (Канско-Красноярская лесостепь, сортучастки – Сухобузимский, Уярский), VI (лесостепь Причулымья, сортоучастки – Назаровский, Ужурский), VII (южная лесостепь, сортучасток Каратузский), VIII (степь предгорий на обыкновенных и южных черноземах, сортучастки – Краснотуранский, Минусинский, Новоселовский). Сортоиспытание сельскохозяйственных культур в различных природных условиях позволяет выявить для производства наиболее приспособленные, высокопродуктивные сорта, способные наиболее полно реализовать свои потенциальные возможности. За период с 1999 по 2000 г. в Красноярском крае на сортоучастках проходили испытание 35 среднеранних сортов.
Цель исследования – изучить динамику урожайности среднеранних сортов яровой пшеницы в разных природных зонах Красноярского края.
Задачи: установить особенности влияния контрастных природно-климатических зон на урожайность, определить районы с более высоким темпом ее роста.
Объекты и методы. Объектом исследования служили 35 среднеранних сортов яровой пшеницы, которые проходили сортоиспытание с 1999 по 2020 г. в шести природных зонах края: III (Казачинский сортоучасток), IV (Дзержинский, Саянский), V (Сухобузимский, Уярский), VI (Назаровский, Ужурский), VII (Каратузский), VIII (Минусинский, Краснотуранский).
Изучение сортов пшеницы на сортоучастках проводилось в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [5, 6]. Статистическая обработка данных по урожайности выполнена по общепринятым статистическим программам.
Результаты и их обсуждение. Наблюдается разный уровень изменчивости урожайности среднеранних сортов в изучаемые периоды по зонам (рис. 1).
Значительная амплитуда изменчивости урожайности получена в период 2012–2016 гг. (от 1,11 т/га в III зоне до 4,3 т/га в VI зоне) и 2017–2020 гг. (от 1,80 т/га в VII зоне до 4,43 т/га в V зоне).
Наиболее выровненная и высокая урожайность яровой пшеницы характерна для VI зоны (лесостепь Причулымья), здесь наблюдается видимый ее прирост с периода 1999–2001 гг. (3,75 т/га) до 2012–2016 гг. (4,3 т/га). За 2017–2020 гг. урожайность была немного ниже (4,12 т/га), чем в предыдущий период, но в пределах ошибки опыта. Сочетание в данной зоне метеорологических факторов и культуры земледелия приводит к формированию высокой урожайности. Рост урожайности отмечается и для VIII зоны, особенно с периода 2002–2006 гг. (1,81–2,78 т/га). В 1999 г. на ее сортоучастках не испытывались среднеранние сорта. Урожайность в VIII зоне существенно ниже, чем в VI. Для степи предгорий на обыкновенных и южных черноземах характерна засушливость климата. Степная зона относится к недостаточно теплому району и недостаточно увлажненному подрайону. Минимальное количество осадков относительно других районов края приходится на ответственные периоды развития растений – май-июнь (85–91 мм), что приводит к слабому развитию растений в начале их вегетации, также характерно малое количество зимних осадков (51–55 мм) [7].
Резкий скачок урожайности наблюдался в Канско-Красноярской лесостепи (V зона) за период 2017–2020 гг. (4,43 т/га). По-видимому, это связано с появлением новых высокоадаптивных, экологически пластичных сортов, улучшением агротехники и природных факторов. В остальные изучаемые промежутки средняя урожайность была значительно ниже и варьировала от 2,21 (2012–2016 гг.) до 2,8 т/га (2007 –2011 гг.).
Рис. 1. Урожайность среднеранних сортов в природных зонах
Красноярского края по периодам лет (НСР05 = 0,43), т/га:
III зона – Казачинский сортоучасток; IV – Дзержинский, Саянский;
V – Сухобузимский, Уярский; VI – Назаровский, Ужурский;
VII – Каратузский; VIII – Краснотуранский, Минусинский
Существенно ниже урожайность выявлена в подтайге низменности (III зона) по периодам 1999–2001, 2007–2011, 2012–2016 гг. по сравнению с другими зонами. В подтайге низменности в данные промежутки времени получена самая низкая урожайность из всех зон – 1,11–1,59 т/га. Меньшая теплообеспеченность данной зоны, более короткий вегетационный период, преобладание в почвенном покрове серых лесных почв при значительном удельном весе дерново-подзолистых (pH которых в основном среднекислая) диктуют о возделывании сортов пшеницы, слабочувствительных к кислотности, устойчивых к пониженным среднесуточным температурам в период формирования урожайности.
В IV зоне (подтайга предгорий) средняя урожайность сильно колебалась по периодам изучения: повышение урожайности отмечалось в 1999–2001 гг. (3,04 т/га), 2007–2011 гг. (3,10 т/га), 2017–2020 гг. (2,41 т/га) и существенное ее снижение происходило между этими периодами: 2002–2006 гг. (2,54 т/га), 2012–2016 гг. (1,96 т/га).
Не наблюдается тенденции роста урожайности и в VII зоне (южная лесостепь). В данном районе следует резкое снижение урожайности с 3,1 т/га в 2007–2011 гг. до 1,8 т/га в 2017–2020 гг. Снижение урожайности в IV и VII зонах за период 2002–2006 гг. и 2012–2016 гг. в III, IV, V, VII зонах обусловлено наличием в сортоиспытании интенсивных сортов, требующих для своего возделывания высокого уровня агротехники. Неблагоприятное сочетание температуры, влажности почвы и воздуха в эти годы, дождливая погода во время созревания и уборки не дают возможности сортам реализовать свои потенциальные возможности. Новые сорта должны сочетать в себе высокую урожайность, повышенную экологическую пластичность, обладать способностью в меньшей степени снижать свою продуктивность при возделывании в жестких условиях экстенсивного агротехнического фона. В регионах с жесткими условиями среды необходимо строго соблюдать технологию возделывания сорта и его биологические особенности, к возделыванию привлекать сорта с повышенной экологической пластичностью, способные формировать стабильную урожайность в разных условиях среды.
Почвенно-климатические зоны подразделяются на подзоны, в пределах которых наблюдаются различия по сумме осадков, характеру рельефа, типам почв. В крае 4 природные зоны имеют по 2 сортоучастка. Анализ урожайности в них по периодам показал в основном достоверные различия между сортоучастками в каждой зоне по этому признаку (табл.).
Урожайность среднеранних сортов по сортоучасткам, т/га
|
Природная зона |
Сортоучасток |
Годы |
||||
|
1999–2001 |
2002–2006 |
2007–2011 |
2012–2016 |
2017–2020 |
||
|
IV |
Дзержинский |
3,42 |
2,96 |
3,43 |
2,27 |
3,00 |
|
Саянский |
2,55 |
2,13 |
2,26 |
1,75 |
1,98 |
|
|
V |
Сухобузимский |
2,97 |
3,22 |
3,38 |
2,24 |
3,96 |
|
Уярский |
2,09 |
2,26 |
2,12 |
2,24 |
4,73 |
|
|
VI |
Назаровский |
3,89 |
3,86 |
3,21 |
4,01 |
3,87 |
|
Ужурский |
3,72 |
3,53 |
4,78 |
4,56 |
4,45 |
|
|
VIII |
Краснотуранский |
2,44 |
2,03 |
2,49 |
2,07 |
2,32 |
|
Минусинский |
3,72 |
1,79 |
2,66 |
3,65 |
3,49 |
|
|
НСР05 |
|
0,30 |
0,33 |
0,36 |
0,36 |
0,35 |
Эти отклонения вызваны варьированием метеорологических условий, уровнем агротехники, состоянием почвенного покрова. Особенно существенные расхождения по урожайности выявлены между сортоучастками в IV зоне (подтайге предгорий). Для подтайги характерна меньшая теплообеспеченность, большее увлажнение, более короткие периоды с температурами выше 0; 5 и 10 °С по сравнению с лесостепными зонами.
Выше урожайность среднеранних сортов в VI зоне (лесостепи Причулымья). До 2006 г. она была более высокой на Назаровском сортоучастке, с 2007 г. урожайность достоверно больше на Ужурском сортоучастке.
Анализ изменчивости урожайности показал, что она в большей степени вызвана природно-климатическими условиями зон (26,5–64,1 %) (рис. 2).
А – годы; B – зоны; С – сортоучастки
Рис. 2. Вклад отдельных факторов в изменчивость урожайности в изучаемые периоды лет, %
Влияние природных зон в изучаемые периоды лет на варьирование урожайности неоднозначно. Меньше всего действие зон на урожайность было в 1999–2001 гг., больше – в 2012–2016 гг. В зависимости от вариации метеорологических условий, применяемых агротехнических приемов в зонах, уровня интенсификации наблюдается такой диапазон вклада данного фактора в изменчивость урожайности. Существенное влияние на формирование урожайности получено по взаимодействию факторов «зоны х сортоучастки» (ВС) ( 4,5–33,7 %), «годы × зоны × сортоучастки» (АВС) (6,6–20,7 %), условий вегетации (А) (2,0–26,3 %).
Меньшее воздействие на амплитуду изменчивости урожайности вызвано неучитываемыми причинами (0,1–0,3 %) и взаимодействием факторов «годы х сортоучастки» (АС) (0,4–4,9 %).
Наблюдается разная достоверная зависимость урожайности сортов яровой пшеницы в природных зонах и расположенных в них сортоучастках от метеорологических факторов во время вегетации (рис. 3).
Рис. 3. Корреляционная связь урожайности в природных зонах со среднесуточной температурой воздуха по декадам вегетационного периода, достоверно при r ≥ 0,426
Достоверная связь среднесуточной температуры воздуха с урожайностью в начале вегетации (III декада мая) растений существует только в V зоне (Канско-Красноярская лесостепь) на Уярском сортоучастке (r = 0,622). Тенденция положительной связи отмечается для VI зоны на обоих сортоучастках (r = 0,338 … 0,422). Температура I декады июня существенно повлияла на снижение урожайности в VIII зоне (Минусинский сортоучасток) (r = –0,456). Повышенные температуры I декады июня отрицательно сказываются на урожайности и в других зонах: Назаровском (r = –0,382), Казачинском (r = –0,426), Саянском (r = –0,358) и Каратузском (r = –0,302) сортоучастках. II и III декады июня имеют негативный эффект в большей степени на урожайность, так как идет закладка генеративных органов. Повышенные и пониженные температуры воздуха в этот период, отсутствие осадков приводят к снижению урожайности. Выявлена достоверная отрицательная связь температуры с урожайностью во II декаде июня на Каратузском (r = –0,727), Краснотуранском (r = –0,689), Казачинском (r = –0,534), Дзержинском (r = –0,507) сортоучастках. В III декаде июня эта связь существенна на Каратузском (r = –0,536) и Краснотуранском (r = –0,725) сортоучастках. Среднесуточные температуры воздуха июля не оказали значительного влияния на урожайность, кроме Каратузского сортоучастка во II декаде (r = 0,532). Среднесуточные температуры воздуха I декады августа имели достоверное влияние на формирование урожайности в III (r = 0,645) и V (r = 0,454…0,572) природных зонах; III декады августа – на Назаровском сортоучастке (r = 0,745).
По сумме осадков в изучаемые декады вегетационного периода также не получено выраженной связи с урожайностью по природным зонам (рис. 4).
Рис. 4. Корреляционная связь урожайности в природных зонах с осадками
по декадам вегетационного периода, достоверно при r ≥ 0,426
В III декаде мая положительная существенная связь осадков с урожайностью отмечалась на Назаровском (r = 0,606) и Казачинском (r = 0,452) сортоучастках, где выпало достаточное количество осадков для появления дружных всходов и их дальнейшего роста. Отрицательная корреляция в этот период обнаружена на Сухобузимском сортоучастке (r = –0,476), где был недостаток осадков. Осадки I декады июня положительно влияют на формирование урожайности в VIII зоне (r = 0,553–0,674), Уярском (r = 0,493) и Саянском (r = 0,436) сортоучастках. Осадки II декады июня имеют важное значение для урожайности на Краснотуранском (r = 0,523) и Дзержинском (r = 0,539) сортоучастках. Дефицит осадков в I декаде июля в некоторые годы отрицательно действует на урожайность в степи предгорий (r = –0,573…–0,554). Осадки III декады июля существенно влияют на урожайность Каратузского (r = 0,558) и Саянского (r = 0,511) сортоучастков. Осадки первой половины августа обеспечивают налив зерна, недостаточное их количество в данный период вызывает снижение урожайности, что характерно для Дзержинского сортоучастка (r = –0,479).
Относительная влажность воздуха в значительной степени действует на интенсивность транспирации. При повышенной температуре и пониженной влажности (≤ 30 %) транспирация резко усиливается и в растениях возникает большой недостаток воды, что отражается на их росте, отмечается недоразвитие генеративных органов, задерживается цветение и опыление. В период налива зерно получается щуплым, урожайность зерна снижается.
Повышенная относительная влажность (≥ 80 %) обусловливает крупноклеточное строение ткани растений, что приводит к полеганию растений, в период цветения такая влажность препятствует нормальному опылению цветков, происходит задержка наступления восковой и полной спелости зерна.
Относительная влажность воздуха I, II и III декад июня была благоприятной для роста и развития растений, что повлияло на урожайность на Казачинском сортоучастке (r = 0,407…0,690), в I и III декадах – Минусинском (r = 0,457…0,494), Каратузском (r = 0,491…0,559) и Саянском сортоучастках (r = 0,354…0,577); во II и III декадах – Краснотуранском (r = 0,673…0,708) и Дзержинском (r = 0,552…0,565) сортоучастках. Достоверно воздействие относительной влажности на урожайность в I и III декадах июля положительное на Краснотуранском (r = 0,628…0,673), отрицательное в I и положительное в III декаде – на Дзержинском (r = –0,480…0,492) сортоучастках. Отрицательное действие относительной влажности воздуха на урожайность получено в I и II декадах августа в Канско-Красноярской лесостепи (V зона) (r = –0,477…–0,641).
Заключение. В результате анализа урожайности среднеранних сортов яровой пшеницы по периодам лет с 1999 по 2020 г. выявили ее значительную изменчивость почти по всем природно-климатическим зонам, кроме VI (лесостепь Причулымья, сортучастки – Назаровский, Ужурский). В лесостепи Причулымья сложились наиболее благоприятные условия по влаго- и теплообеспеченности для культуры, что обеспечивает получение здесь высоких и стабильных урожаев. Равномерное повышение урожайности (от 1,86 до 2,84 т/га) наблюдается и в VIII зоне (степь предгорий на обыкновенных и южных черноземах). Самая низкая урожайность (1,11–1,81 т/га) характерна для подтайги низменности (III зона, сортучасток Казачинский). В пределах одной природной зоны на разных сортоучастках выявлены существенные расхождения по урожайности, что можно объяснить отличием погодных условий и уровнем агротехники.
Изменчивость урожайности среднеранних сортов в основном обусловлена природно-климатическими условиями зон (26,5–64,1 %). Комплекс природных условий каждой природной зоны превалирует в формировании урожайности.
Урожайность среднеранних сортов имеет разную зависимость от метеорологических факторов во время их вегетации по изучаемым природным зонам и подзонам. В подтайге низменности (III зона) существенная роль принадлежит среднесуточным температурам II декады июня и I августа, осадкам III декады мая, относительной влажности воздуха II и III декады июня. Для V зоны (Канско-Красноярская лесостепь) важна теплообеспеченность III декады мая и I августа, относительная влажность воздуха I и II декады августа. В степи предгорий на обыкновенных и южных черноземах (VII зона) достоверное влияние оказывают на урожайность среднесуточные температуры воздуха II и III декад июня, II – июля; осадки III декады июля и августа; относительная влажность воздуха I декады июня и III – июля. Природные зоны (IV, VI, VIII), подразделяемые на подзоны, не имеют общих связей метеорологических показателей с урожайностью, каждая из них характеризуется своими особенностями. Поэтому очень важно для реализации потенциальной продуктивности среднеранних сортов в каждой зоне проводить агротехнику в соответствии с их биологическими характеристиками, учитывая их отзывчивость на агрофон и погодные условия.
1. Количенко А.А. Отчет о результатах Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур на хозяйственную полезность за 2019–2021 годы и внесение предложений в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию по Красноярскому краю на 2022 год. Красноярск, 2021.
2. Топтыгин В.В., Крупкин П.И., Пахтаев Г.П. Природные условия и природное районирование земледельческой части Красноярского края: учеб. пособие / Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2002. 144 с.
3. Система земледелия Красноярского края на ландшафтной основе: метод. руководство / Р.В. Алхименко [и др.]. Красноярск, 2015. 574 с.
4. Никитина В.И., Количенко А.А. Урожайность раннеспелых сортов яровой пшеницы в различных природных зонах Красноярского края // Вестник КрасГАУ. 2022. № 4. С. 3–10. DOI: 10/36718/1819-4036-2022-4-3-10.
5. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (общая часть). М.: Колос, 1985. Вып. 1. 269 с.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 2. Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры / ред. А.И. Григорьева. М.: Колос, 1989. 194 с.
7. Хозяйственное использование территории Чулымо-Енисейского природного округа. URL: https://infopedia.su/23x20be.html.
