2.1 Биологические особенности озимой пшеницы

Требования к температуре. Основным фактором жизни растений является тепло. Влияние тепла сказывается на развитии растений от момента набухания семян в почве до созревания нового урожая, при этом рост и развитие растения в каждый период его жизни протекает только в определенном диапазоне температур.

Зерно озимой пшеницы способно прорастать при температуре 1...4 ⁰С, а ассимиляционные процессы начинаются при 3...4 ⁰С. Быстро и дружно всходы появляются при температуре 15...18 ⁰С.

Кущение озимой мягкой пшеницы начинается примерно через 15 дней после появления всходов; оно протекает осенью и весной. Продолжительность осеннего периода кущения при нормальных условиях составляет в среднем 25...35 дней, весеннего - 30…40 дней. Таким образом, без учета зимнего покоя кущение озимой пшеницы проходит примерно на уровне 55...75 дней. Сумма среднесуточных температур за этот период составляет 500…550 ⁰С, из которых на долю фаз кущения приходится около 200 ⁰С. Выход в трубку у озимой пшеницы наступает в первой половине мая при температуре не менее 10 ⁰С. Колошение начинается с появления колоса из пазухи последнего листа. В зависимости от погодных условий оно наступает на 25...35 день после начала выхода в трубку. Продолжительность периода от весеннего пробуждения до колошения пшеницы колеблется от 55 до 75 дней. озимая пшеница урожай плодородие

С учетом того, что озимая пшеница для созревания или технической спелости требует примерно сумм активных температур 1400...1500 ⁰С, можно заключить, что на всей территории Беларуси вполне хватает тепла для выращивания этой культуры. Более того, по средним многолетним данным после уборки урожая озимых остаются неиспользованными суммы температур выше 10 ⁰С; на севере республики около 700 ⁰С, в средней части - 800…900 ⁰С, на юге - 1000…1100 ⁰С, что составляет соответственно 32...34, 37...40 и 42...43% имеющихся ресурсов биологически активного тепла.

Большое влияние на формирование урожая и высококачественного зерна пшеницы оказывает режим температур в период вегетации растений.

В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурным условиям. В период всходов и кущения оптимальной является температура от 12 до 14 ⁰С. В переходном к зиме периоде наиболее благоприятна для развития пшеницы сухая ясная и тёплая погода: днём 10 - 12 ⁰С с понижением температуры ночью до 0 ⁰С и ниже. Такая температура способствует хорошей закалке растений пшеницы, что повышает её выносливость в зимне - весенний период.

Устойчивость озимой пшеницы к отрицательным температурам во время перезимовки в значительной мере зависит от степени развитости растений, условий, сопровождающих закалку, влажности верхнего слоя почвы и других факторов. Наибольшую устойчивость к низким отрицательным температурам она приобретает в фазе кущения, когда имеется 2 - 4 побега. В таком состоянии в зависимости от сортовых особенностей озимая пшеница может переносить морозы до 17 - 22 ⁰С. При непродолжительном их действии озимая пшеница в большинстве случаев не вымерзает. Однако, если почва переувлажнена, а также при резком переходе от положительных температур к низким отрицательным, возможна гибель посевов озимой пшеницы и при значительно меньших морозах.

От действия отрицательных температур могут погибнуть отдельные листья и даже стебли, но, несмотря на это, растения способны сохранять свою жизнеспособность и в последующем обеспечивать нормальный урожай зерна. Наиболее уязвимым органом является узел кущения, где размещаются точки роста. Снижение температуры в месте расположения узла кущения доминус 17 - 19 ⁰С на продолжительный срок приводит к гибели растений.

В зимы с достаточным снежным покровом озимая пшеница хорошо переносит морозы 35 ⁰С и более.

К окончанию зимнего покоя постепенно снижается устойчивость озимой пшеницы к отрицательным температурам. В начале весенней вегетации она может повредиться заморозками минус 6 - 8 ⁰С, а в фазе выхода в трубку - при снижении температуры до минус 4 ⁰С.

Наиболее благоприятны для формирования зерна пшеницы относительно высокие температуры воздуха в период колошение - восковая спелость. В это время растениям необходима температура 18...20 ⁰С. При повышении температуры воздуха в фазе созревания зерна до 22...25 ⁰С содержание белка в зерне возрастает.

Сроки наступления полной спелости зерна зависят от многих факторов, среди которых немалая роль принадлежит почвенно-климатическим условиям, приемам возделывания и сортовым особенностям.

Полная спелость озимой пшеницы обычно наступает в конце июля - первых числах августа. При прохладной и дождливой погоде в весенне-летний период вегетации увеличивается продолжительность всех фаз, задерживается созревание зерна, сухая же и жаркая погода ускоряет созревание зерна.

Требования к влаге. Отношение и требования озимой пшеницы к влаге характеризуют ее как сравнительно засухоустойчивую культуру.

Потребление влаги зависит от возраста, интенсивности роста, мощности развития, наличия влаги в почве, температуры и относительной влажности воздуха, освещения, развитости корневой системы, обеспеченности питательными веществами и других факторов и условий.

Наиболее благоприятные условия для роста и развития озимой пшеницы складываются при влажности почвы не ниже 75-81 % ПВ. Нижним пределом влажности, при котором прекращается потребление растениями воды из почвы, является влажность завядания. В зависимости от воднофизических свойств и химического состава она характеризуется содержанием воды от 6-7 до 15-16% абсолютно сухой массы почвы. За период вегетации озимая пшеница расходует 2500-4000 м³воды с 1га.

О продуктивности использования потребляемой растениями влаги судят по транспирационному коэффициенту. У озимой пшеницы он составляет в среднем 450, достигая в отдельные годы 700. В годы благоприятные по условиям увлажнения и другим факторам среды, на фоне высокой культуры земледелия транспирационный коэффициент может опускаться до 350-300.

В начале вегетации на создание 1 г сухого вещества расходуется до 800-1000 г воды. С возрастом этот показатель уменьшается, и в конце вегетации транспирационный коэффициент колеблется обычно от 150 до 200. Однако эти параметры могут значительно отклонятся от средних показателей. Во влажную погоду с невысокими температурами они бывают ниже, в жаркую и сухую - выше.

На протяжении вегетации озимая пшеница использует влагу неравномерно. В фазах прорастания зерна и появления всходов растения потребляют относительно небольшое количество влаги. Однако, чтобы обеспечить дружные и полноценные всходы, необходимо содержание в верхнем (0-10см) слое почвы не менее 10мм продуктивной влаги.

Наиболее интенсивно озимая пшеница потребляет влагу из почвы в фазе выхода в трубку. Недостаток влаги в этой фазе приводит к нарушению дифференциации генеративных органов, образованию большого количества бесплодных цветков, недобору урожая общей массы и зерна. В научной литературе с этой фазой нередко связывают критический период у пшеницы по отношению к влаге. Однако недостаток влаги во время цветения и оплодотворения, налива тоже приводит к большому недобору зерна. Эти фазы вегетации с таким же основанием можно считать критическими по отношению к влаге.

Снижение темпов роста озимой пшеницы, а иногда и гибель ее посевов отмечается и при переувлажнении. Чаще всего это может наблюдаться поздней осенью и ранней весной. При этом нарушается воздушный режим, что влечет за собой снижение темпов микробиологических процессов, ухудшаются условия минерального питания растений.

Избыточно влажная погода способствует формированию мощной вегетативной массы, слабоустойчивой к полеганию. Посевы, полегшие в период налива зерна, как и в более раннее время, формируют пониженный урожай зерна.

Влажная и холодная погода во время налива и созревания зерна отрицательно сказывается на интенсивности оттока пластических веществ из листьев и стебля к наливающемуся зерну.

Требования к плодородию почв. Влияние климата на продуктивность растений, как правило, проявляется через почву. Почва - это связующее звено между “неживой” и “живой” природой. Русский учёный В.В. Докучаев (1949) отмечал, что “почва и климат - основные и важнейшие факторы земледелия - первые и неизбежные условия урожаев”.

Обобщая данные Государственной хлебной инспекции, П.Е. Суднов (1986) составил карту белковости зерна пшеницы в зависимости от регионов её произрастания. Он отмечает, что хлебопекарные качества и белковость зерна тесно связаны с типом почв. Так, на типичных чернозёмах зерно пшеницы имеет высокое качество, несколько ниже - на каштановых почвах, ещё ниже - на серозёмах, выщелоченных чернозёмах и самое низкое - на бедных почвах.

Наиболее высокие и устойчивые урожаи эта культура обеспечивает на плодородных, достаточно влажных и чистых от сорняков почвах.

Для получения зерна пшеницы с хорошими хлебопекарными свойствами необходимы соответствующие погодные условия и почвы с высоким потенциалом плодородия (почвенный балл >50). Такие почвы гарантируют производство пшеницы высокого качества при снижении уровня внесения азота, в отличие от почвы с баллом 30...45.

Дерново-подзолистые суглинистые почвы наиболее плодородны и пригодны для возделывания пшеницы.

Озимая пшеница более требовательная к условиям выращивания по сравнению с другими озимыми культурами. Поэтому ее не следует размещать на песчаных и супесчаных почвах, подстилаемых песками, переувлажненных тяжелосуглинистых и глинистых почвах и на плохо осушенных торфяниках. Лучшими почвами являются легко- и среднесуглинистые, а также связные супеси, подстилаемые с глубины 0,8…1,0 м мореным суглинком, характеризующиеся следующими агрохимическими показателями: рН-6,0…7,5, содержание гумуса - не менее 1,8%, подвижного фосфора 260...300 мг/кг и обменного калия - не менее 220...250 мг/кг по Кирсанову.

Не следует размещать посевы озимой пшеницы, возделываемые по интенсивной технологии, на почвах с очень низким содержанием питательных веществ.

Требования к свету. Свет - один из важнейших факторов в жизни растений. Под влиянием солнечного света и тепла в растениях проходит фотосинтез, в результате которого в них образуются органические вещества.

Интенсивность фотосинтеза у озимой пшеницы зависит от многих факторов внешней среды, состояния развития растений, размера ассимилирующей поверхности, сортовых особенностей и т.д. Наиболее благоприятные условия для фотосинтеза при наличии других факторов складываются при продолжительном световом дне и повышенной интенсивности освещения.

Уже в начале осенней вегетации озимой пшеницы недостаток света может сказаться на темпах роста и, в первую очередь, на формировании новых листьев, узла кущения. Солнечная погода в фазе всходов и особенно во время роста второго и третьего листьев в сочетании с благоприятными температурным, водным и пищевым режимами способствует формированию более крупных листьев и закладке узла кущения на большой глубине. И наоборот, при пасмурной, дождливой погоде в сочетании с пониженной температурой узел кущения закладывается ближе к поверхности почвы, что увеличивает вероятность гибели растений озимой пшеницы при неблагоприятных условиях перезимовки.

Интенсивное солнечное освещение в осенний период фазы кущения обеспечивает накопление в листьях и узле кущения большого количества пластических веществ и прежде всего сахаров. При солнечной погоде и перемене температур от положительных днём к небольшим отрицательным в ночные часы лучше происходит закалка озимой пшеницы перед уходом в зиму, что повышает её морозостойкость.

Продолжительность дневного освещения влияет на прохождение световой стадии озимой пшеницы. Растения, не прошедшие световую стадию, не выколашиваются. В полевых условиях световая стадия совпадает с фазой кущения- выход в трубку.

Для прохождения световой стадии необходимы освещение, оптимальная температура, влажность и наличие питательных веществ. Главным из этих факторов является продолжительность освещения в течение суток.

Пшеница относится к растениям длинного дня. В весенний период вегетации продолжительный световой день (не менее 13-14 ч) способствует накоплению большого количества пластических веществ и формированию вегетативной массы растений.

Интенсивное освещение в конце фазы кущения - начале выхода в трубку обеспечивает формирование мощной ассимилирующей поверхности. Продуктивность фотосинтеза в солнечную погоду в этот период может подниматься до 10 - 14 г/м² в сутки.

Солнечная погода в начале фазы выхода в трубку способствует формированию коротких, но прочных нижних междоузлий, что повышает устойчивость стеблей к полеганию. На сильно загущённых посевах через травостой проникает не более 10% солнечных лучей. На таких полях возможно полегание даже в годы, когда в начале фазы выхода в трубку были солнечные дни.

Сочетания солнечной и ясной погоды с хорошей обеспеченностью растений влагой и оптимальными температурами (18 - 22 ⁰С) в период формирования и созревания зерна - один из важнейших факторов получения высокого урожая. Продуктивность фотосинтеза сохранившей жизнедеятельность ассимилирующей поверхности в этот период может подниматься до 18 - 30 г/м² в сутки. Благодаря этому зерно формируется крупное и полновесное.

Потребность в элементах питания. При интенсивной технологии возделывания огромную роль играет обеспечение растений во все периоды их роста и развития достаточным количеством питательных веществ.

При разработке интенсивных технологий следует принимать во внимание физиологическую роль элементов питания и потребность культуры в них.

Озимая пшеница очень отзывчива на макро- и микроэлементы.

Азот - основной элемент питания, необходимый для формирования зерна с высокимсодержанием белка. Азот поступает в растение с начала вегетации до молочной спелости. Недостаток его проявляется в светло-зеленой окраске растения, слабом кущении и малых размерах как вегетативных, так и репродуктивных органов пшеницы. Азотные удобрения вносят дробно в весенне-летний период.

Фосфор способствует равномерному появлению всходов, активизирует рост корневой системы, ускоряет созревание. Являясь аккумулятором и переносчиком энергии, соединения фосфорной кислоты стимулируют процессы фотосинтеза, дыхания и оказывают непосредственное влияние на углеводный обмен. Недостаток фосфора в растениях тормозит передвижение углеводов и снижает синтез белков. Высокий уровень фосфора усиливает развитие корневой системы, повышает использование азота и сокращает период созревания пшеницы, способствует улучшению физических свойств зерна. Фосфорные удобрения наиболее интенсивно используются растениями в первые 35 дней их вегетации, поэтому их вносят главным образом под основную обработку почвы.

Калий занимает важное место в балансе питания пшеницы. Его недостаток в растении снижает фотосинтетическую активность, нарушает углеводный обмен, усиливает поражение грибными болезнямии тем самым отрицательно влияет на содержание белка в зерне. Калий улучшает перезимовку растений, укрепляет соломину, уменьшает поражение посевов корневыми гнилями и ржавчиной. Калийные удобрения наиболее полно используются растениями при внесении их под основную обработку в полной норме.

Однако высокий урожай зерна с хорошим качеством можно получить только при сбалансированном питании озимой пшеницы.

В условиях интенсивного возделывания озимой пшеницы возрастает роль микроэлементов (меди, бора, цинка, марганца и др.). Это связано с тем, что с ростом урожая вынос их из почвы увеличивается.