Влияние степени осеннего развития и условий перезимовки на продуктивность озимых рапса (Brassica napus) и сурепицы (Brassica campestris)


Введение

В настоящее время озимый рапс является основной масличной валообразующей культурой в Беларуси. Среди масличных культур это и наиболее продуктивная культура [1, 4]. С созданием безэруковых сортов озимой сурепицы стало возможным использовать ее не только на зеленый корм, но и для получения маслосемян. Особенно перспективна эта культура на почвах легкого гранулометрического состава, где более требовательный к условиям произрастания озимый рапс возделывать не рекомендуется [7].

В то же время из озимых культур, возделываемых в Беларуси, капустные наиболее чувствительно реагируют на неблагоприятные погодные условия, что является основной причиной нестабильности их урожаев. Например, по данным Государственной инспекции по испытанию и охране сортов растений, на 7 сортоиспытательных станциях и сортоучастках республики при средней урожайности маслосемян озимого рапса в 2005-2007 гг. 38,3 ц/га она колебалась от 18,5 до 55,0 ц/га, озимой сурепицы - от 10,0 до 49,0 ц/га.

На стабильность урожаев озимых рапса и сурепицы негативное влияние в наибольшей степени, вплоть до гибели посевов, оказывают суровые условия перезимовки. Из известных способов повышения зимостойкости этих культур исключительно важным является наиболее рациональное использование агроклиматических ресурсов (тепла и влаги) в период от посева до конца осенней вегетации. Этим достигается формирование растений с оптимальными параметрами их развития для условий конкретной агроклиматической зоны. Решается эта задача через оптимизацию сроков сева [3, 5, 8].

В то же время в связи со значительными агроклиматическими и почвенными различиями регионов республики вопрос повышения показателя перезимовки указанных культур разработан недостаточно и актуален для исследований.

Изучение зависимостей морфологических показателей осеннего развития растений озимых рапса и сурепицы, их перезимовки и урожайности от внешних факторов и входило в задачу наших исследований.

Методы исследования

Полевые опыты проводились на полях РНДУП "Полесский институт растениеводства" (п. Криничный, Мозырский р-н Гомельской обл.). Объектами исследования являлись посевы озимого рапса Лидер и озимой сурепицы Белорусская техническая. Почва опытного участка дерново-подзолистая, супесчаная, подстилаемая с глубины 60-90 см моренным суглинком. Учетная площадь делянки - 30 м2 для учета маслосемян и 10 м2 для учета зеленой массы. Повторность опыта четырехкратная. Предшественником служили озимые зерновые. Подготовка почвы включала вспашку сразу после уборки предшественника, предпосевную культивацию и прикатывание до посева.

Под вспашку вносились минеральные удобрения в дозе N20Р60К90. Весной проводились две азотные подкормки (с началом возобновления вегетации N60 и в начале бутонизации N30). Формы удобрений: мочевина, аммонизированный суперфосфат, хлористый калий.

Посев проводился селекционной сеялкой СН-16 в разные сроки (табл. 1). Норма высева семян озимого рапса - 1,5 млн. штук, озимой сурепицы - 3,0 млн. штук всхожих семян на гектар.

Таблица 1. Степень развития растений озимого рапса и сурепицы перед уходом в зиму в зависимости от сроков сева (среднее за 2002, 2004-2005 гг.)

Срок сева

Густота стояния растений, шт./м2

Высота точки роста, см

Количество листьев, шт.

Диаметр корневой шейки, мм

Сырая масса

1 растения, г

Озимый рапс

1.08. *

105,0

3,8

8,9

12,5

26,8

7.08.

104,3

3,6

8,5

12,4

21,4

14.08.

98,7

2,3

8,1

11,6

18,9

21.08.

95,3

<0,5

5,9

7,8

14,5

Озимая сурепица

1.08. *

128,5

1,1

8,6

11,6

14,0

7.08.

132,7

<0,5

8,3

12,1

11,2

14.08.

122,7

<0,5

7,4

11,5

10,2

21.08.

113,7

<0,5

6,3

7,7

7,2

Примечание: * - среднее за 2004-2005 гг.

Для биометрических учетов бралось по 20 растений с двух несмежных повторений, густота стояния растений учитывалась на 4 площадках по 0,25 м2 в двух повторениях. Учет урожайности зеленой массы проводился в фазе полного цветения, маслосемян - в фазе полной спелости.

Погодные условия за годы проведения опытов существенно различались. Мягкая зима 2001-2002 гг. чередовалась с более холодными и снежными 2003-2004 гг. и 2004-2005 гг. Условия перезимовки 2002-2003 гг. были крайне неблагоприятными, в результате чего растения озимого рапса погибли.

Основная часть

При посеве в различные сроки растения озимых рапса и сурепицы вегетируют в неодинаковых гидротермических условиях, что оказывает влияние на степень их развития перед уходом в зиму. В наших опытах показатели, характеризующие степень развития растений, существенно колебались не только по срокам сева, но и по годам в зависимости от теплообеспеченности и количества выпадающих осадков. Перед уходом в зиму лучшими показателями по количеству листьев, диаметру корневой шейки, массе 1 растения отличались растения ранних сроков сева. При опоздании с посевом все биометрические показатели существенно снижались (табл. 1).

Согласно корреляционным расчетам, показатели степени развития озимых рапса и сурепицы различных сроков сева находятся в прямой зависимости от количества осадков в осенний период, тогда как с гидротермическим коэффициентом они связаны в средней степени (табл. 2). Сырая масса 1 растения у обеих капустных культур перед уходом в зиму находится практически в функциональной зависимости от суммы активных температур за период осенней вегетации и тесно коррелирует с продолжительностью периода розетка - конец осенней вегетации (r= 0,94).

Метеорологический семенной продуктивность рапс

Таблица 2. Зависимость степени осеннего развития растений озимых рапса и сурепицы различных сроков сева от погодных условий (r)

Показатель

Продолжительность периода всходы-розетка

Продолжительность периода розетка - конец осенней вегетации

Сумма активных температур за период осенней вегетации

Осадки за период осенней вегетации

ГТК за период осенней вегетации

Озимый рапс

Высота точки роста, см

0,67

0,97

0,78

0,92

0,49

Количество листьев, шт.

0,59

0,92

1,00

0,86

0,33

Диаметр корневой шейки, мм

0,52

0,91

0,85

0,82

0,37

Масса 1 растения, г

0,88

0,94

1,00

0,96

0,31

Озимая сурепица

Высота точки роста, см

0,88

0,62

0,83

0,74

-0,03

Количество листьев, шт.

0,76

0,99

0,95

0,96

0,52

Диаметр корневой шейки, мм

0,38

0,85

0,74

0,73

0,36

Масса 1 растения, г

0,81

0,94

0,99

0,94

0,28

В период от всходов до прекращения осенней вегетации отмечена тенденция снижения сохраняемости растений озимой сурепицы. У озимого рапса она была выражена в меньшей степени (рис.). Если при первом сроке сева сохраняемость растений озимых рапса и сурепицы перед уходом в зиму в зависимости от года составила соответственно 93-95% и 82-84%, то при посеве этих культур через 21 день она снизилась до 85-95% и 77-83%. В среднем перед уходом в зиму на 1 м2 насчитывалось 47-61 растение озимого рапса и 77-104 растения озимой сурепицы. Ранее считалось, что зона возделывания озимого рапса на восток ограничивается рекой Буг [3]. Впоследствии благодаря углубленным исследованиям по технологии возделывания этой культуры в условиях республики и созданию зимостойких сортов зона производства маслосемян озимого рапса была расширена на всю Беларусь.

Само понятие "зимостойкость" включает способность зимующх растений переносить весь комплекс отрицательных факторов внешней среды в зимний и ранневесенний периоды. Согласно Я. Э. Пилюк [5], в почвенно-климатических условиях Беларуси растения озимого рапса гибнут и повреждаются от низких температур, вымокания в низких местах талыми водами, под ледяной коркой, от выпирания при замерзании верхних слоев почвы после оттепелей, при выпревании под толстым слоем снега, выпавшего на незамерзшую землю.

По данным Р. Я. Кузнецовой [2], морозостойкость озимого рапса достигает -14...-150С. Озимая сурепица обладает высокой "ложной" морозостойкостью благодаря способности заглублять осенью корневую шейку. При глубине снежного покрова 12 см эти культуры легко переносят морозы до -20....-240С. Однако смена морозов и оттепелей действует на растения губительно: при длительных оттепелях они начинают отрастать, а когда возвращаются морозы - погибают [6].

За годы проведения наших исследований только в зиму 2002-2003 гг. были крайне неблагоприятные условия для рапса и сурепицы. Так, в декабре отмечались минимальные температуры (-190С) без снежного покрова, температура почвы на глубине 3 см достигала -90С. В феврале отрицательные температуры снова достигали -19...-200С. Хотя толщина снежного покрова в это время составила 13 см, температура почвы на глубине 3 см опустилась до -80С. В третьей декаде марта-первой декаде апреля наблюдались большие перепады среднесуточных температур: от -9...-100С ночью до +15...+160С днем. В результате таких перепадов температуры посевы озимого рапса полностью погибли, посевы озимой сурепицы только первых трех сроков сева перезимовали на уровне 53-60%.

В другие годы условия перезимовки были сравнительно благоприятными для этих культур, минимальные температуры (-18...-210С) наблюдались только при сформированном снежном покрове 12-18 см. В таких условиях температура почвы на глубине 3 см составляла 0...-50С.

Однако независимо от хода зимы опоздание с посевом рапса и сурепицы сопровождалось снижением показателей их перезимовки. Так, если при первых двух сроках сева этот показатель составлял 66-73% у озимого рапса и 87-95% у озимой сурепицы, то при посеве в IV срок (через 21 день после первого) перезимовка снижалась соответственно до 63-66% и 81-90% (рис.).

Озимый рапс

Озимая сурепица
динамика формирования густоты стояния растений озимого рапса и сурепицы при различных сроках сева

Рис. Динамика формирования густоты стояния растений озимого рапса и сурепицы при различных сроках сева

Наименьшее количество перезимовавших растений отмечалось в 2003-2004 гг., отличавшихся неустойчивой погодой в декабре-январе, частыми оттепелями и морозами до -110С без снежного покрова. Следует отметить, что в 2004 и 2005 гг. сход снега отмечался сравнительно поздно (в первой и второй декадах марта), а в 2002 г. снег сошел уже в конце января, но в дальнейшем погода была умеренной с небольшими ночными морозами. В таких условиях перезимовка растений озимого рапса оказалась выше средней за три года, у озимой сурепицы - несколько ниже средней.

Важным условием формирования урожая является густота посевов. Она зависит от нормы высева семян и сохраняемости растений к уборке. В годы благоприятной перезимовки (2002, 2004-2005 гг.) сохраняемость растений к уборке у озимого рапса различных сроков сева составляла 72-96%, у озимой сурепицы - 87-96%. Ввиду высокой густоты стояния растений после перезимовки, обострения конкурентных отношений и развития болезней (тифулез, снежная плесень), посевы первого срока сева капустных культур отличались несколько меньшей сохраняемостью к уборке. В процессе формирования урожая выпадение растений компенсировалось более мощным развитием сохранившихся в посеве. Поздние сроки сева озимого рапса также приводили к снижению этого показателя, но главным образом за счет постепенной гибели растений, сильно пострадавших от бактериоза. Озимая сурепица в меньшей мере страдала от этих болезней, но ее посевы сильнее поражались альтернариозом после перезимовки.

Корреляционный анализ свидетельствует о существенном влиянии на перезимовку степени развития растений озимого рапса и сурепицы, что связано в первую очередь с продолжительностью осенней вегетации (r= 0,61 и 0,79 соответственно). Оценку состояния посевов проводили по количественным признакам, характеризующим степень развития растений. Наибольшее влияние на перезимовку озимого рапса оказали такие показатели, как количество листьев, диаметр корневой шейки и масса 1 растения - косвенные признаки уровня накопления сухого вещества, сахаров и развития корневой системы. У озимой сурепицы (по сравнению с озимым рапсом) менее значимым признаком оказалась масса 1 растения. Из всех рассматриваемых показателей высота точки роста в наименьшей мере определяла перезимовку озимого рапса и в силу биологических особенностей совершенно не влияла на перезимовку озимой сурепицы (табл. 3).

Таблица 3. Зависимость перезимовки озимых рапса и сурепицы от степени осеннего развития (r)

Культура

Показатели степени осеннего развития

Высота точки роста, см

Количество листьев, шт.

Диаметр корневой шейки, мм

Масса 1 растения, г

Озимый рапс

-0,74

0,85

0,85

0,86

Озимая сурепица

0,16

0,85

0,99

0,72

В то же время известно, что высота точки роста для перезимовки рапса является весьма важным показателем. Но так как при всех сроках сева норма высева семян была одинаковой (оптимальной), загущенных посевов не было, то и точка роста не превышала критических пределов. С помощью регрессионного анализа нами рассчитаны оптимальные параметры развития растений озимых рапса и сурепицы перед уходом в зиму, необходимые для наибольшей перезимовки (табл. 4).

Таблица 4. Оптимальные параметры развития растений озимых рапса и сурепицы перед уходом в зиму в условиях супесчаных почв Полесья Беларуси

Показатель

Озимый рапс

Озимая сурепица

Высота точки роста, см

<3

<0,5

Диаметр корневой шейки, мм

12-14

>11

Масса 1 растения, г

22-26

>12

Указанные в таблице параметры развития рапса и сурепицы в осенний период достигаются при ранних сроках сева. Недостаточное развитие растений поздних сроков сева перед уходом в зиму может быть основной причиной неудовлетворительного состояния посевов и низкой урожайности рапса и сурепицы (табл. 5). Наибольшая урожайность сухого вещества в фазе полного цветения получена при посеве в начале августа. При посеве 21 августа она снизилась в 3 раза. Следует отметить, что по кормовой продуктивности озимая сурепица во все годы успешно конкурировала с озимым рапсом и только при последнем сроке сева уступала ему. Наибольшая семенная продуктивность указанных культур обеспечивалась при посеве в период с 1 по 7 августа, опоздание с посевом на 1 неделю уменьшало урожайность маслосемян на 8,5-13%.

Таблица 5. Урожайность озимых рапса и сурепицы в зависимости от сроков сева, ц/га

Срок сева

Урожайность сухого вещества, ц/га

Урожайность маслосемян, ц/га

2002 г.

2004 г.

2005 г.

Среднее

2002 г.

2004 г.

2005 г.

Среднее

Озимый рапс

1.08.

-

56,9

59,6

58,3

-

22,2

25,8

24,0

7.08.

63,0

45,5

52,0

53,5

28,1

21,3

27,6

25,7

14.08.

53,2

32,1

39,5

41,6

24,6

19,9

23,2

22,6

21.08.

42,2

9,7

23,0

25,0

21,9

10,4

16,3

16,2

Озимая сурепица

1.08.

-

60,7

61,5

61,1

-

22,4

24,3

23,4

7.08.

59,2

44,9

49,4

51,2

22,3

20,9

22,9

22,0

14.08.

53,0

32,2

40,8

42,0

20,5

18,3

18,8

19,2

21.08.

38,1

4,5

22,2

21,6

14,2

10,2

15,8

13,4

НСР05 срок сева

4,2

4,6

4,8

-

3,1

1,9

2,3

-

Корреляционные расчеты подтвердили тесную связь между перезимовкой и урожайностью: r = 0,82-0,85 у озимого рапса и r = 0,76 у озимой сурепицы. Среди всех параметров развития растений перед уходом в зиму наиболее тесные корреляционные связи с урожайностью сухого вещества у озимого рапса наблюдались с диаметром корневой шейки и высотой точки роста. В то же время озимая сурепица в меньшей степени зависела от этих показателей. Урожайность же маслосемян озимых рапса и сурепицы в средней степени коррелировали с рассматриваемыми показателями (табл. 6). В отличие от рапса кормовая и семенная продуктивность озимой сурепицы тесно коррелировала с продолжительностью осенней вегетации и суммой активных температур за этот период.

Сумма активных температур за весенне-летнюю вегетацию тесно отрицательно коррелировала с кормовой и особенно семенной продуктивностью озимой сурепицы, что связано с ее способностью более быстрого перехода к регенеративной фазе развития в условиях теплой весны. В целом семенная продуктивность озимого рапса не была связана с суммой активных температур за вегетационный период, а семенная продуктивность озимой сурепицы коррелировала с ней в средней степени (главным образом за счет более высокой потребности в тепле в осенний период).

Таблица 6. Зависимость урожайности озимых рапса и сурепицы от погодных условий и степени осеннего развития растений (r)

Показатель

Рапс

Сурепица

Зеленая масса

Маслосемена

Зеленая масса

Маслосемена

Продолжительность осенней вегетации

0,40

0,14

0,82

0,72

Продолжительность весенне-летней вегетации

-0,35

-0,48

-0,37

-0,56

Сумма осенних осадков

0,15

-0,16

-0,13

0,07

Сумма весенних осадков (до полного цветения)

-0,33

-0,41

-0,35

0,14

Сумма осадков за вегетацию

0,01

0,79

0,19

0,64

Сумма активных температур за осеннюю вегетацию

-0,15

0,00

0,78

0,66

Сумма активных температур за весенне-летнюю вегетацию

0,17

0,00

-0,53

-0,75

Сумма активных температур за вегетацию

0,83

0,21

-0,15

0,53

Средний ГТК за вегетацию

-

0,69

-

0,34

Высота точки роста, см

0,85

0,74

0,67

0,51

Диаметр корневой шейки, мм

0,83

0,72

0,76

0,63

Перезимовка

0,82

0,85

0,76

0,76

Урожайность зеленой массы обеих культур мало зависела от суммы осадков, выпавших за осенний период и весной до фазы полного цветения, что можно объяснить достаточным накоплением влаги в почве за счет зимних осадков, удовлетворяющих потребности этих культур до фазы цветения. Сумма осадков за всю вегетацию оказывала существенное влияние только на семенную продуктивность, причем у озимого рапса в большей степени, чем у озимой сурепицы (r = 0,79 и 0,64 соответственно). Это позволяет утверждать, что озимый рапс в большей степени требователен к условиям увлажнения в весенне-летний период, в связи с чем его семенная продуктивность средне коррелировала с гидротермическим коэффициентом (r = 0,69), тогда как у озимой сурепицы данная связь была слабой (r = 0,34).

Заключение

    1. Осеннее развитие растений озимых рапса и сурепицы в сильной степени зависит от суммы активных температур и количества осадков, выпадающих в период всходы-прекращение осенней вегетации и в средней степени от гидротермического коэффициента. 2. Существует тесная связь между основными параметрами развития растений озимых рапса и сурепицы с показателями их перезимовки: по количеству листьев (r = 0,85), массе 1 растения (r = 0,86-0,72), диаметру корневой шейки (r = 0,85-0,99). 3. Оптимальные параметры развития растений, обеспечивающие более высокий уровень перезимовки рапса: масса 1 растения - 22-26 г, диаметр корневой шейки - 12-14 мм, высота точки роста - менее 3 см. Лучшие показатели перезимовки озимой сурепицы достигаются при массе 1 растения более 12 г, диаметре корневой шейки более 11 мм. 4. Между перезимовкой и урожайностью зеленой массы озимых рапса и сурепицы существует тесная корреляция (r = 0,82-0,76), по урожайности маслосемян теснота связи средняя (r = 0,66-0,74). 5. Озимая сурепица на высокие температуры весной в большей мере, чем озимый рапс, реагирует ускорением перехода к генеративной фазе развития и снижением урожайности маслосемян. Наибольшая урожайность озимых капустных культур достигается при посеве в первой декаде августа.

Литература

    1. Копылович, В. Л. Продуктивность масличных культур в условиях супесчаных почв / В. Л. Копылович, В. А. Радовня // Производство растениеводческой продукции: резервы снижения затрат и повышения качества: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Жодино, 10-11 июля 2008 г. Минск, 2008. С. 73-75. 2. Кузнецова, Р. Я. Масличные культуры - на корм / Р. Я. Кузнецова. Л.: Колос (Ленинградское отделение), 1977. С. 14-17. 3. Маковски, Н. Опыт возделывания озимого рапса / Н. Маковский. Минск: Ураджай, 1988. С. 12. 4. Пилюк, Я. Э. Особенности возделывания озимого рапса на маслосемена / Я. Э. Пилюк, В. А. Радовня, В. В. Зеленяк // Современные ресурсосберегающие технологии производства растениеводческой продукции в Беларуси: сб. науч. материалов. Минск: ИВЦ Минфина, 2007. С. 388-401. 5. Пилюк, Я. Э. Рапс в Беларуси (Биология, селекция и технология возделывания) / Я. Э. Пилюк. Минск, 2007. 240 с. 6. Шлапунов, В. Н. Возделывание крестоцветных культур в Белоруссии / В. Н. Шлапунов. Минск, 1982. 80 с. 7. Шлапунов, В. Н. Кормовое поле Беларуси / В. Н. Шлапунов, В. С. Цидик. Барановичи, 2003. 304 с. 8. Рапс / Д. Шпаар [и др.]. Минск: ФАУинформ, 1999. 208 с.

Похожие статьи




Влияние степени осеннего развития и условий перезимовки на продуктивность озимых рапса (Brassica napus) и сурепицы (Brassica campestris)

Предыдущая | Следующая