Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Введение

Исключительно важное, зачастую решающее значение в создании высокопродуктивного агрофитоценоза озимых зерновых культур имеет правильный выбор срока сева. Это обусловлено тем, что время посева определяет в значительной мере степень роста и развития в осенний период, зимостойкость и повреждаемость растений вредителями [1–3]. Урожайность посева озимых зерновых культур, в частности озимой ржи, тем больше, чем меньше отклонение времени сева от оптимального [4, 5]. Установлено, что при посеве озимых зерновых после оптимальных сроков урожайность снижается на 0,9–1,0 % за сутки из-за плохого осеннего кущения, гибели растений во время перезимовки, выпревания и других неблагоприятных факторов [4, 6]. Оптимальная дата посева озимой ржи, как и других озимых зерновых культур, определяется в основном климатическими условиями, особенно в осенний период [7, 8, 3].

В последние годы происходит глобальное изменение климата. За 140 лет на планете температура повысилась на 1 °С [9]. В различных частях земного шара температура меняется по-разному. Так, на территории Республики Башкортостан с 1936 по 2023 г. температура повысилась на 2,80 °С [10]. Температурный режим в осенний период вегетации также существенно меняется. По данным В.И. Мельник, сумма активных температур за период с 25 августа до перехода среднесуточной температуры через 5 ºC в Республике Беларусь увеличилась на 40–45 градусов, продолжительность осенней вегетации продлилась не менее чем на одну декаду [6].

В условиях глобального потепления одним из стратегических направлений является адаптация агропромышленного производства и особенно растениеводства к изменению климата [11, 12]. Важным моментом адаптации растениеводства выступает уточнение оптимальных сроков посева озимых зерновых культур [13, 8].

Цель исследования – уточнение срока посева озимой ржи на территории Республики Башкортостан в связи с глобальным изменением климата.

Материалы и методы исследования

Исследования проводили путем сбора и анализа гидротермических показателей многолетних наблюдений на государственных метеостанциях на территории Республики Башкортостан [14], постановки полевых опытов и полевых наблюдений в разных хозяйствах республики в 2019–2023 гг. Полевые опыты проводили по общепринятой методике в агрономических исследованиях [15]. Кустистость растений определяли путем подсчета побегов у 30 растений, взятых рандомизированно с каждой делянки опыта. Тесноту и характер связи между полученными экспериментальными данными оценивали корреляционно-регрессионным и существенность разницы урожайности между вариантами полевого опыта – дисперсионным анализом с использованием компьютерной программы Excel.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследования показали существенное повышение температуры воздуха на территории Республики Башкортостан в осенний период года (рис. 1). По результатам регрессионного анализа в сентябре среднесуточная температура воздуха в расчете на 100 лет повысилась на 1,97 °С, в октябре – на 3,65 °С и в среднем за два месяца – на 2,81 °С.

Рис. 1.Изменение температуры воздуха в осенние месяцы (сентябрь, октябрь) в 1966–2023 гг. на территории Республики Башкортостан (ГМС Уфа)

Рис. 2. Изменение суммы температур в осенний период (сентябрь, октябрь) в 1966–2023 гг. на территории Республики Башкортостан

Рис. 3. Изменение суммы эффективных температур в осенний период (сентябрь, октябрь) в 1966–2023 гг. на территории Республики Башкортостан

Соответственно повысилась теплообеспеченность осенней вегетации озимых культур (рис. 2). Сумма температур за два месяца (сентябрь, октябрь) в среднем ежегодно увеличилась на 1,68 °С или в расчете на 100 лет – на 168 °С.

Для озимых зерновых культур пороговой величиной температуры роста и развития, то есть эффективной температурой, является 5 °С. Поэтому для оценки теплообеспеченности вегетации озимой ржи более информативным показателем является сумма эффективных температур, чем средняя температура и сумма температур. Согласно результатам регрессионного анализа сумма эффективных температур повысилась в среднем в год на 1,54 °С и за последние 100 лет –на 154 °С (рис. 3).

Для определения оптимального срока сева важно выявить параметры растений, которых они должны достичь к концу осенней вегетации. Исследования показывают, что достаточно информативным и практически используемым критерием оптимальности времени сева озимой ржи может быть количество побегов в среднем на одно растение (кустистость) в конце осенней вегетации. Надежность данного критерия обосновывается тем, что кустистость является показателем, отражающим морфологическое и физиологическое состояние растений. Величина данного фитометрического признака тесно взаимосвязана с количеством листьев (коэффициент корреляции r = 0,891) и узловых корней (r = 0,850), сухой надземной массой (r = 0,842), а также длиной конуса нарастания материнского побега (r = 0,810). Корреляционно-регрессионный анализ экспериментальных данных показал, что хорошая перезимовка и формирование максимальной урожайности посева озимой ржи наиболее вероятно при кустистости растений в конце осенней вегетации, равной 3,5–4,5. Слаборазвитые посевы в момент прекращения осенней вегетации формировали сравнительно невысокую урожайность даже при хорошей перезимовке, так как именно побеги осеннего кущения являлись потенциальными высокопродуктивными стеблями. Растения переросшие, имеющие высокую кустистость, сильнее подвергались отрицательным факторам зимних условий и, соответственно, посевы из таких растений обычно имели небольшую продуктивность.

Статистическим анализом экспериментальных данных за 14 лет выявлено, что для образования 3,5–4,5 побегов растениям озимой ржи необходимы сумма эффективных температур от посева до прекращения осенней вегетации 200–240 оС и в среднем 43 дня. Для определения средней даты прекращения осенней вегетации озимой ржи был проведен регрессионный анализ изменения среднесуточной температуры воздуха в осенний период (сентябрь и октябрь) в 1966–2023 гг. и составлен график (рис. 4).

Далее рассчитано уравнение регрессии среднесуточной температуры в осенней период в эти годы.

У=0,1547х+6,2287,

где У – дата перехода среднесуточной температуры воздуха осенью через 5 ºС;

х – номер года (1 – 1966 г.).

Используя данное уравнение, рассчитали дату перехода среднесуточной температуры воздуха через 5 ºС в 2023 г. (х = 58). Расчетная дата прекращения осенней вегетации в 2023 году составила 15,2 октября, что почти на 9 дней позже, чем в 1966 г. (6,4 октября). Путем обратного отчета от даты окончания осенней вегетации растений озимой ржи установлено, что средняя оптимальная дата посева озимой ржи в настоящее время приходится на 2 сентября. С учетом разнообразия природных, агротехнических и организационных условий хозяйства оптимальным сроком сева посева озимой ржи в республике можно принять от 27 августа до 7 сентября.

Рис. 4. Тренд даты перехода среднесуточной температуры воздуха через 5 ºС осенью в 1966–2023 гг. на территории Республики Башкортостан

Кустистость растений в конце осенней вегетации и урожайность озимой ржи при разной дате посева

В 1970-е гг. были рекомендованы и до последних лет применялись календарные сроки сева озимой ржи в южной лесостепи республики 20–25 августа [15]. Следовательно, посев озимой ржи в связи с глобальным потеплением климата целесообразно проводить в ближайшие годы на 7–12 дней позже, чем в ранее принятые сроки.

Полевые опыты, проведенные в хозяйствах республики в различные годы, подтвердили обоснованность корректировки срока сева озимой ржи в связи с изменением климата. В 2019–2020, 2020–2021 и 2022–2023 вегетационные годы, за исключением 2021–2022 года, при посеве в период с 25 августа по 6 сентября у растений озимой ржи к концу осенней вегетации формировалось 3,3–6,2 побега и наибольшая урожайность зерна (таблица). В 2021 г. (КФХ «Юлай» Салаватского района) был ранний переход среднесуточной температуры через 5 ºС и, соответственно, осенний период вегетации озимой ржи был сравнительно коротким, и растения при посеве позже 24 августа слабо раскустились. В результате урожайность озимой ржи в 2022 г. формировалась существенно ниже при посеве позже 24 августа по сравнению с другими годами.

Заключение

На территории Республики Башкортостан в период с 1966 по 2023 г. произошло повышение среднесуточной температуры воздуха в расчете на 100 лет в среднем за сентябрь и октябрь на 2,81°С, суммы эффективных температур – на 154°С, продолжительность осеннего вегетационного периода удлинилась на 9 дней. Информативным критерием оптимальности времени посева озимой ржи является кустистость растений в конце осенней вегетации (3,5–4,5). Для формирования у растений озимой ржи 3,5–4,5 побегов необходимо 200–240ºС эффективных температур. В настоящее время в условиях потепления климата наиболее целесообразным сроком посева озимой ржи на территории южной лесостепи Республики Башкортостан является время с 27 августа по 7 сентября, что позже ранее принятых сроков посева на 7–12 дней.