Закалка и зимостойкость озимых

Устойчивость озимых к зимним невзгодам (зимостойкость), особенно к морозам (морозостойкость), является сортовым (генетическим) признаком, который формируется в процессе ассимиляции осенних и предзимних условий.

Способность сорта быть зимостойким – еще не зимостойкость, а лишь возможность, которая реализуется в осенний и предзимний периоды в процессе закаливания и зависит (в пределах сорта) от агротехники и погоды. Для создания высокоурожайных и зимостойких посевов необходимо сформировать нормально раскустившиеся, хорошо облиственные и укоренившиеся, но не переросшие физиологически молодые растения с распластанной формой куста.

Более морозостойкие растения, отличающиеся в осенний период интенсивным фотосинтезом и слабой интенсивностью ростовых процессов и дыхания. Растения, спровоцированные на бурный рост (обилие влаги, избыток азотного питания и тепла при раннем посеве), бывают менее морозо- и зимостойки, сильнее изреживаются и чаще гибнут в зимний период. Однако в случае успешной перезимовки такие растения формируют более густой продуктивный стеблестой, крупные колосья и более высокий урожай.

Обычно более зимостойки молодые растения, но они не являются более продуктивными. Умеренно развитые растения (3-4 стебля) более зимостойки, но менее продуктивны в сравнении с хорошо раскустившимися (6-8 стеблей) и укоренившимися.

Более продуктивные растения формируются в начале оптимальных сроков посева, а более морозостойкие – в конце их. Как известно, кустистость возрастает при ранних сроках посева. Однако ранний сев (15-20 августа) снижает морозостойкость, поскольку длительная вегетация озимых при высоких температурах приводит к физиологическому старению и перерастанию растений. Это снижает степень их закаливания и устойчивость к зимним невзгодам.

Закалка Физиологи (Максимов Н.А., Туманов И.И.) установили, что закалка озимых протекает за 20-24 дня в два периода. Первый период (10-15 дней) начинается в конце осенней вегетации, с переходом растений к физиологическому покою, когда при среднесуточной температуре + 5 С приостанавливается рост тканей, замедляется дыхание, а фотосинтез еще продолжается. Растения работают на создание запаса питательных веществ. Количество сахаров в узлах кущения достигает 20-25 %, увеличивается содержание в клетках криозащитных веществ, препятствующих замерзанию воды. Пройдя первую фазу закалки, озимые могут выдержать морозы до 12-14 С

Второй период закалки (10-12 дней) начинается при понижении температуры до –1,5 С. фотосинтез при этом прекращается, но нарастают процессы гидролиза (расщепление высокомолекулярных веществ с присоединением молекул воды). В результате плазма клеток частично обезвоживается, нерастворимый крахмал и запасные белки превращаются в растворимые сахара и аминокислоты, резко повышаются концентрация и вязкость плазмы, осмотическое давление, что увеличивает ее водоудерживающую способность и морозостойкость.

Во втором периоде закалки при легких морозах в межклетниках, где нет криозащитных веществ, образуется лед, покрывающий снаружи каждую клетку. Внутри клеток вода плазмы остается незамерзшей. При снижении температуры вода из клеток постепенно диффундирует в межклетники (от большого давления паров к меньшему), при этом повышается концентрация, осмос и водоудерживающая способность плазмы клеток. Миграция воды из клеток уменьшается. При глубоком обезвоживании плазмы (сильные мороз, незакалившиеся растения) наступает гибель клеток при оттаивании вследствие коагуляции белков.

Для оптимизации обезвоживания плазмы в конце первого – начале второго периода закаливания в клетках активно перестраивается липидная часть мембранного аппарата. В липидах происходит замена насыщенных жирных кислот на ненасыщенные. Такая мембрана при слабых морозах остается жидкой и хорошо выпускает воду в межклетники, повышая морозостойкость плазмы клеток. При низкой температуре клеточные мембраны затвердевают и становятся водонепроницаемыми. Клетки ослабляются.

Установлено, что более морозостойкие те растения, у которых мембраны затвердевают при температуре –4С. Это в сочетании с достаточным количеством сахаров способствует оптимизации содержания необходимого минимума воды в клетках и повышает их морозостойкость. В ходе перезимовки растений автоматически устанавливается подвижное равновесие между миграцией воды из клеток и водоудерживающей силой осмоса в них. Наибольшей морозостойкости озимые достигают к январю-февралю.

Закалка происходит нормально в физиологически молодых тканях при сухой солнечной погоде при температуре 8-12 ⁰С днем и около 0 ⁰С ночью в начале ее и при легких морозах (-1…5 ⁰С) в конце. Она улучшается при правильной агротехнике, умеренной (неизбыточной) влажности почвы, хорошем кущении и укоренении, при активном фотосинтезе и умеренном росте растений. Избыток или недостаток любого элемента питания (особенно азота) снижает морозостойкость.

Для полного завершения закалки озимых необходимо около трех недель. Наиболее благоприятные условия для нее создаются при сухой солнечной погоде. Из агротехнических приемов хорошей закалки способствует посев в оптимальные сроки и внесение фосфорных и калийных удобрений.

Более зимостойка озимая рожь. Пройдя закалку, она в зоне узла кущения выдерживает под снегом температуру от – 20…22 до – 25⁰С, тритикале и озимая пшеница от - 16-18 до – 20⁰С, а озимой ячмень – 11-15⁰С.

Зимостойкость или устойчивость озимых к комплексу неблагоприятных зимних условий (сильным морозам, частым оттепелям, появлению ледяной корки и т.д.), зависит от особенностей сорта и условий выращивания, от того, в какой степени растения подготовлены к зимовке (определяется глубиной и продолжительностью осенне-зимнего физиологического покоя). Эту подготовку принято называть закалкой.

В конце осенней вегетации озимые культуры переходят в состояние физиологического покоя, при котором затормаживаются рост, дыхание и другие процессы жизнедеятельности. Физиологический покой в отличие от вынужденного (под влиянием мороза) является более глубоким и длительным. Растения могут оставаться в состоянии физиологического покоя при преждевременном наступлении благоприятных для роста условий во время оттепелей. Те же растения, которые находятся в состоянии вынужденного покоя, быстро выходят из него и даже при кратковременном потеплении увеличивают расход веществ на дыхание, возобновляют ростовые процессы и гибнут при возврате холода.

Озимость – это задержка образования наиболее уязвимых органов плодоношения, обеспечивающая устойчивость против провоцирующего воздействия повышения температуры в осенний, зимний и ранневесенний периоды. В процессе эволюции у озимых выработалось свойство не образовывать генеративные органы и не выносить из почвы на поверхность конус нарастания до тех пор, пока не пройдут яровизация и фотопериодизм.

Яровизация озимых хлебов проходит при пониженной положительной (1-2⁰С) температуре в течении 35-50 дней осенью и в начале зимы. Не влияя на зимостойкость клеток, она (а так же фотопериодизм) является средством задержки заложения репродуктивных незимостойких органов. Чем продолжительнее яровизация, тем озимее сорт, тем лучше он застрахован от провоцирующего воздействия зимних оттепелей.

После яровизации для озимых хлебов требуется весной около 20 длинных (более 14 ч) дней с повышенной (10⁰С и более) температурой (фотопериодизм). Пройдя фотопериодизм, озимые выходят в трубку, а затем выколашиваются. Фотопериодизм предупреждает выход конуса нарастания весной из почвы раньше, чем наступят длинные теплые дни, благоприятные для генеративного развития.

Абсолютно зимостойких сортов озимых культур нет. Вероятность гибели озимой пшеницы на 30 % площади посевов в Центральном Черноземье составляет 2-3 года из 10 лет. Практически же пересевов озимых весной осуществляется чаще. Успех перезимовки озимых культур зависит не только (и не столько) от условий погоды, а в большей степени от технологии их возделывания.

Причины и меры предупреждения гибели озимых

Вымерзание – гибель озимых вследствие глубокого обезвоживания тканей и коугуляции белка под действием мороза.

Вымерзание бывает трех типов. Первый тип наблюдается при быстром охлаждении. Внутри растительной клетки образуются кристаллы льда, вызывающие повреждение и к гибель плазмы.

Второй тип гибели незакаленных растений происходит при постепенном охлаждении в результате глубокого обезвоживания плазмы. Вода из клетки диффундирует в межклетники, превращается в лед. При сильном обезвоживании (и сжатии льдом) белок плазмы коагулирует – клетка гибнет.

Третий тип вымерзания наступает при дальнейшем понижении температуры за пределы критической (от –16 до –20 С) в зоне кущения. Переохлажденная вода в плазме превращается в лед. Клетка гибнет.

Предупредить вымерзание можно комплексом агроприемов (выбор зимостойких сортов, хороших предшественников, сроков и способов обработки почвы и посева, правильное применение удобрений, обработка семян ретардантами и особенно снегозадержание), обеспечением хорошей закалки и защиты посевов от мороза.

Ледяная корка образуется в результате оттепелей в зимний период. Полностью или частично растаявший снег после мороза превращается в ледяную корку толщиной от 1 до 10 см и более. Ледяная корка бывает притертая и висячая. Наиболее опасна толстая притертая корка, в которую вмерзло растение с листьями и узлом кущения. Лед нарушает газообмен, плохо предохраняет от морозов. Снизить вред от корки можно улучшением аэрации растений путем разрушения корки различными приемами.

Вредоносность корки уменьшается от приемов, улучшающих кустистость растения и водопроницаемость почвы. Желательно накопить поверх корки слой снега 20-25 см (январь-февраль) или разрушить корку (сделать пористой) путем мульчирования (в марте) угольной или торфяной пылью, просеянным дефекатом, фосфоритной мукой и др.

Предупреждает появление корки довсходовое щелевание озимых щелерезом. Во время оттепелей вода, стекая в щели до талого грунта, впитывается почвой, не образуя ледяной корки. Создание с помощью кулис толстого слоя снега, который не полностью разрушается оттепелью, тоже хорошо предупреждает образование корки.

Вымокание – весенняя гибель затопленных растений, находящихся под водой 12-15 дней. Растения, затопленные в бессточных понижениях, гибнут, быстро истощаясь в процессе бескислородного (анаэробного) дыхания, особенно при температуре выше 2-4 ⁰С. Предупреждает вымокание отвод талых вод с помощью осеннего щелевания и выравниванием блюдец и понижений до посева озимых культур, или вертикального дренажа.

Выпревание – истощение и гибель растений при длительном действии повышенной температуры (около 0С) под снегом и поражении их снежной плесенью. Сильнее страдают переросшие (ранний сев, избыток азота, влаги и тепла), плохо закалившиеся озимые. В северных районах выпревание случается чаще, чем в южных.

Предупредить выпревание можно мерами, исключающими перерастание озимых в осенний период. Для предупреждения применяют устойчивые к фузариозу сорта, приемы, тормозящие ростовые процессы, не допускающие перерастания озимых (сбалансированное питание, обеззараживание семян и обработка их регуляторами роста, своевременный посев др.). Важное значение при этом имеет ускорение весеннего таяния снега (мульчирование темным порошком), лежащего толстым слоем на оттаявшей почве. Сразу после схода снега нужно подкормить ослабленные посевы азотом и обработать бенлатом или фундазолом (0,3-0,6 кг/га).

Выпирание – полное или частичное вытеснение узлов кущения из почвы. Выпирание бывает активным (при переменном замерзании и оттаивании влажной глинистой почвы) и пассивным (после оседания свежевспаханной почвы). Этот процесс наблюдается чаще на полях, где посев озимых проведен по свежевспаханной почве за счет оседания ее в процессе дождя.

Для предупреждения выпирания применяют сорта и приемы, обеспечивающие глубокое залегание узлов кущения и хорошее ускорение растений. Вспаханная не позднее чем за месяц до посева почва должна осесть. Рекомендуется применять весеннее прикатывание посевов. Каток прижимает узлы кущения к влажной почве, и они могут вновь укорениться. Такие посевы нужно подкормить, бороновать их нельзя.