Перезимовка озимых культур

Посевы озимых зерновых культур занимают в нашей стране значительные площади. Поэтому повышение их урожайности имеет большое значение для увеличения производства зерна и, соответственно, благосостояния государства.

Урожай озимых зерновых культур (пшеница, рожь, тритикале) в значительной мере зависит от перезимовки (главным образом, от их устойчивости к низким температурам). Так, в  неблагоприятные годы урожай может снижаться до 8-10 ц/га или же полностью пропасть.

Для возделывания озимых зерновых культур агроклиматические условия беларуси в целом благоприятны. Однако бывают годы, когда озимые здесь и в других районах гибнут на больших площадях.

Озимая рожь в полевых условиях выдерживает морозы на 4-5 градусов по Цельсию ниже, чем озимая пшеница. В связи с этим величины средней многолетней гибели озимой ржи от неблагоприятных условий перезимовки значительно ниже.

Гибель озимых растений в полевых условиях происходит от вредного влияния комплекса факторов: низких температур, ледяной корки, выпревания, вымокания, болезней, вызванных неблагоприятными зимними условиями, нарушениями агротехники и т.д.

Исследователи многих стран на протяжении длительногопериода выдвинули ряд теорий, объясняющих механизм действия низких температур на растения, но ни одна из них не давала удовлетворительного ответа на поставленные вопросы.  В начале ХХ века появилась теория механического давления льда. Согласно этой теории, смерть клеток происходит в результате механических разрушений от давления льда, образующегося внутри растения.

Теория Н.А.Максимова и учение о защитных веществах оказали большое влияние на развитие представлений о вымерзании. Она была принята почти всеми исследователями, работающими в этой области. Наиболее широкое развитие эта теория получила в исследованиях И.И.Туманова (1940). По Туманову, смерть клетки от мороза наступает в связи с образованием льда внутри протоплазмы, в результате чего разрушается строение содержимого клетки.

И.И.Туманов установил, что характер образования льда зависит от быстроты охлаждения и физиологического состояния растений, и что закаливание защищает растения от образования льда внутри клеток.

По теории закаливания, подготовка растений к зимовке начинается ещё осенью, когда в ночные часы суток постепенно снижается температура воздуха. Процесс закаливания в этот период характеризуется значительным повышением содержания сахаров в листьях и особенно в узлах кущения озимых зерновых культур. Механизм этого явления сводится к тому, что осенью в  солнечные дни у растений пшеницы при положительных температурах может сравнительно интенсивно идти процесс фотосинтеза. В вечерние, ночные и утренние часы при понижении температуры у них замедляются  процессы дыхания и роста, что ведёт к накоплению сахаров. В зимний период под снежным покровом сахара используются растением не только как защитные вещества, понижающие температуру замерзания клеточного сока и воды в протоплазме клеток, но и как энергетический материал, обеспечивающий процессы дыхания.

Кроме вымерзания, среди причин гибели озимых культур, таких, как вымокание, выпревание, особенно губительным является действие ледяной корки, которая не имеет конкурентов по своей вредности среди других вышеуказанных факторов зимовки.

Основные выводы следующие:

1) притёртые ледяные корки всегда оказывают повреждающее действие на растение. Особенно опасны такие ледяные корки, при которых растения полностью вмерзают в лёд. Если при образовании притёртой ледяной корки листья растений остаются на воздухе над ледяной коркой, повреждающее действие последней значительно уменьшается;

2) растениям, вмерзшим в слой льда, нет свободного доступа кислорода, а образующаяся в растениях углекислота, не имея выхода в окружающую среду, накапливается в тканях;

3) в комплексе факторов, обусловливающих гибель озимых злаков под ледяной коркой, важная роль принадлежит нарушению газообмена растений.

В зимний период наряду с гибелью от вымерзания и вредного действия ледяной корки озимые посевы погибают и от  выпревания. Оно бывает главным образом на тяжёлых суглинистых почвах с плохой  водопроницаемостью, то есть там, где продолжительное время (4-5 месяцев) сохраняется мощный снежный покров при температуре почвы, равной 0 градусов или немного ниже.

Процесс выпревания состоит из трёх качественно различных фаз: углеводного истощения озимых растений, распада органических веществ  (например, белков), поражения снежной плесенью ослабленных за зиму растений.

Гибель озимой пшеницы более интенсивно начинается тогда, когда перед сходом снега средняя декадная температура воздуха -5 градусов и выше держится более 3-4 декад при высоте снежного покрова (в см), превышающей температуру более чем в 10 раз. То есть, при средней декадной температуре воздуха -5 градусов процесс выпревания озимой пшеницы  усиливается при высоте снежного покрова более 50 см; в декаду с температурой -4 градуса необходим снежный покров более 40 см, и т.д. В этих случаях температура почвы на глубине узла кущения держится около 0 градусов, а иногда и выше. Вследствие высокой влажности воздуха под тающим снегом усиленно развивается микрофлора, которая повреждает озимые культуры.

В районах, где озимые посевы повреждаются от выпревания, нередко наблюдается и вымокание вследствие застоя воды при таянии снега  во время оттепелей или ранней весной.

Недостаток кислорода в пересыщенной водой почве — основная причина гибели озимых от вымокания. Осенью при пересыщении верхнего слоя почвы от обилия дождей и недостаточной ее водопроницаемости прорастающие семена гибнут от  удушья в течение 18-20 дней.

наибольший вред возникает тогда, когда осенний застой воды сочетается с весенним. Однако весеннее затопление более опасно, чем осеннее. А если на дачном участке установлены кровельные водосточные системы, то никаких проблем. При десятидневном застое воды осенью и такой же продолжительности его весной гибель озимой пшеницы составляет до 46 % растений; при осеннем застое воды без весенного такой же продолжительности — 24,5 %; при весеннем десятидневном застое воды без осеннего — 39,4 %. На контрольном участке, то есть без осеннего и весеннего застоя  воды, число погибших растений составляло 5,2 %.

На основе изученных материалов для  оценки условий перезимовки можно пользоваться определёнными соотношениями температуры воздуха и высоты снежного покрова.

Например,  для благополучной перезимовки пшеницы при средней декадной температуре воздуха -8 градусов нужно иметь на посевах высоту снега 5 см, при -10 градусов — 7 см, при -15 градусов — 14 см, при -20 градусов — 20 см и т.д. Если при морозе нет необходимой высоты снега, и такое явление продолжается более трёх декад, то пшеница значительно повреждается, а к весне может погибнуть.

Совместное действие ледяной корки и вымерзания как самостоятельного явления наблюдалось с вероятностью 10 % лет в Беларуси. Выпревание при большом  снежном покрове и вымокание от осенних дождей и талых вод — довольно редкие явления. Осенняя почвенная засуха совместно с вымерзанием повторяется в 10-20 % лет, то есть 1-2 раза за 10 лет. Наиболее редки данные неблагоприятные явления в Минской, Гродненской, Могилёвской и Брестской областях. Из всего перечня неблагоприятных факторов наибольшая вероятность (до 20 % лет) приходится на вымерзание.

Гибель ржи с вероятностью 10%, то есть один раз в десятилетие, наблюдается в Витебской области. Все эти данные свидетельствуют о суровости климата на территории нашей страны даже для такой, казалось бы, морозоустойчивой культуры, как рожь.

Таким образом, если выделить основную причину плохой перезимовки озимых культур для всей нашей страны, то это — низкие температуры. На второе место можно поставить влияние ледяной корки, а в районах нечернозёмной зоны — выпревание.

Среди озимых культур, выращиваемых на Витебской опытной мелиоративной станции, наиболее зимостойкой является озимая рожь «Бирюза» и «Зарница», затем озимая пшеница «Копылянка» и на последнем месте тритикале «Михась».

Иван Чембрович,

научный сотрудник, РУП «Институт мелиорации».

Наталья Иванова,

ведущий агроном, филиал «ВОМС».