Введение. От глубины заделки семян зависит дружность и полнота всходов, она влияет не только на рост надземной массы, но и на характер развития корневой системы [1, 2, 3]. Устанавливать ее необходимо исходя из характера почвы, состояния ее влажности, времени посева и качество посевного материала [4, 5, 6].
На легкоуплотняющихся почвах семена яровой пшеницы при посеве целесообразно заделывать мельче, чем на окультуренных и структурных, при прочих равных условиях [7, 8, 9]. По мнению ряда авторов, полнота всходов зависит от метеорологических условий, свойств и влажности почвы, а также приемов агротехники [10, 11, 12]. Установлено влияние глубины посева на полноту всходов и изреживаемость ценоза [13, 14].
Корневая система яровой пшеницы способна резко изменяться в зависимости от условий произрастания [15, 16, 17]. Для ее развития необходимо достаточное увлажнение почвы [18, 19, 20]. Корневая система яровой пшеницы лучше растет когда температура почвы ниже, чем температура воздуха, на 6…8 0С, а иногда на 10…12 0С [21].
Цель исследования – выявить оптимальную глубину заделки семян яровой пшеницы в условиях Предкамья Республики Татарстан на серой лесной почвы.
Условия, материалы и методы. Эксперименты выполняли в 2019–2020 гг. в полевых опытах на территории «Агробиотехнопарка» Казанского государственного аграрного университета, расположенной в Предкамье Республики Татарстан, на светло серых лесных почвах среднесуглинистого механического состава. Высевали яровую пшеницу сорта Ульяновская 105 семенами I категории с лабораторной всхожестью – 98 %. Посев осуществляли селекционной сеялкой марки Wintersteiger на глубину 2, 3, 4, 5, 6, и 7 см. Согласно общепринятой в регионе агротехнологии, глубина посева яровой пшеницы составляет 6 см с прикатыванием почвы после посева тяжелыми катками ККШ-3. Этот вариант был выбран в качестве контроля. Норма высева 6 млн всхожих семян на 1 га. Под предпосевную культивацию вносили минеральные удобрения в дозе N70…74Р57…63К28…30 на планируемую урожайность 3 т/га. Срок посева – ранний в первой декаде мая. Агротехника общепринятая в регионе [22].
Повторность в опыте четырехкратная. Общая площадь делянки – 58 м2 (1,65×35 м), учетная – 50 м2. Размещение делянок рендомизированное.
Почва опытного участка серая лесная среднесуглинистая, характеризуется следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса (по Тюрину) – 3,1…3,4 %, азота легкогидролизуемого – 103…110 мг/1000 г почвы (по Корнфилду), подвижного фосфора и калия (по Кирсанову) – соответственно 101…175 и 78…150 мг/1000 г почвы, рНсол – 5,9…6,0, сумма поглощенных оснований – 27 мг-экв./100 г почвы.
Метеорологические условия 2019 г. характеризовались достаточным увлажнением и повышенным температурным режимом – в мае среднесуточная температура воздуха составляла 25,7 0С (отклонение от среднемноголетней +4,2 0С), в июне–июле – 28,6…30,7 0С, что выше нормы на 2,4 и 2,9 0С. За вегетационный период яровой пшеницы выпало 253,1 мм осадков, что на 50 % больше среднемноголетнего количества. Достаточное увлажнение в мае, июне и июле (ГТК=1,7, 1,1 и 0,9 соответственно) позволило растениям в дальнейшем сформировать колос с крупным зерном. Условия 2020 г. особенно в мае были прохладными и влажными – среднесуточная температура воздуха была ниже нормы на 1,3 0С. Осадков выпало 93 мм, или 157,8 % от среднемноголетнего количества, ГТК = 1,7.
Сохранность растений к уборке рассчитывали от количества высеянных семян и от всходов. Рост корневой системы изучали в начальные фазы путем учета количества, длины и массы корней в пробе из 15 растений в трех повторностях с каждого варианта. Почвенные монолиты отбирали на глубине 0…25 см и отмывали в воде.
Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову с использованием программ для Microsoft Excel [23]. С использованием исходной выборки факторов (У – урожайность т/га; Х1 – глубина заделки семян, см; Х2 – число растений перед уборкой, шт.) рассчитывали уравнение регрессии второго порядка.
Производственные опыты проводили в ООО «Нармонка» Лаишевского района и ООО «Тимирязев» Балтасинского района, которые также расположены в Предкамской зоны Республики Татарстан. Почвы опытных участков среднесуглинистые серые лесные с содержанием в пахотном слое гумуса 2,9…3,1 % (по Тюрину), подвижного фосфора – 116…126 мг/кг, калия – 105…109 мг/кг (по Кирсанову). Метеорологические условия вегетации в 2020 г. были сходны с ранее указанными.
Результаты и обсуждение. Наибольшая густота стояния, как по всходам, так и перед уборкой отмечена при глубине заделки семян 4 и 5 см – соответственно 440…443 и 400…390 растений на 1 м2, что на 9,7 и 11,1 % больше, чем в контроле. Сохранность растений к уборке в этих же вариантах превышала контроль на 4,8 и 36 %. Слишком мелкая заделка (на 2 см) сопровождалась увеличением изреживаемостьи, по сравнению с оптимальным вариантом, на 6,4 %, глубокая (на 7 см) – на 9,1 % (табл. 1).
Таблица 1 – Влияние глубины заделки семян на густоту стояния растений (среднее за 2019–2020 гг.)
|
Глубина заделки семян, см |
Количество растений на 1 м2 |
Сохранность растений к уборке, % от числа всходов |
|
|
в фазе полных всходов |
перед уборкой |
||
|
2 |
383 |
324 |
84,6 |
|
3 |
396 |
363 |
89,1 |
|
4 |
440 |
400 |
91,0 |
|
5 |
443 |
390 |
89,8 |
|
6 |
401 |
346 |
86,2 |
|
7 |
372 |
304 |
81,9 |
|
НСР05 |
9 |
4 |
|
Наибольшая листовая поверхность одного растения в фазе трубкования отмечена при глубине заделки семян 4 см – 70,3 см2, наименьшая в варианте с заделкой на 7 см – 58,8 см2. В период колошения сохранялась аналогичная картина. В фазе молочной спелости зерна наибольшая листовая поверхность одного растения отмечена при глубине заделки семян 4 и 5 см – 79,4…80,5 см2. В остальных вариантах прирост листовой поверхности к этому времени несколько уменьшился, вследствие жаркой и сухой погоды (табл. 2). Наибольшую листовую поверхность растений яровой пшеницы в пересчете на единицу площади в фазе выхода в трубку наблюдали при глубине заделки семян была 4 и 5 см – соответственно 30,9 и 31,4 тыс. м2 на 1 га. В период созревания (молочная спелость) наибольшая площадь листьев зафиксирована в варианте с заделкой семян на 4 см – 14,0 тыс. м2 на 1 га, что на 4,8 тыс.м2 больше, чем в контроле.
Таблица 2 – Площадь листовой поверхности яровой пшеницы (среднее за 2019–2020 гг.)
|
Глубина заделки семян, см |
Фаза развития растения |
|||||
|
выход в трубку |
колошения |
молочная спелость |
||||
|
1 раст., см2 |
на 1 га, тыс. м2 |
1 раст., см2 |
на 1 га, тыс. м2 |
1 раст., см2 |
на 1 га, тыс. м2 |
|
|
2 |
61,2 |
23,4 |
73,7 |
28,2 |
24,6 |
8,0 |
|
3 |
64,7 |
25,6 |
77,2 |
30,6 |
30,5 |
11,1 |
|
4 |
70,3 |
30,9 |
79,4 |
34,9 |
34,9 |
14,0 |
|
5 |
70,9 |
31,4 |
80,5 |
35,6 |
30,3 |
11,8 |
|
6 |
65,1 |
26,1 |
75,6 |
30,3 |
26,7 |
9,2 |
|
7 |
59,8 |
22,2 |
70,4 |
26,2 |
23,6 |
7,2 |
|
НСР05 |
4,9 |
8,0 |
5,0 |
4,3 |
2,8 |
4,3 |
В фазе кущения и выхода растений в трубку наибольшую высоту растений отмечали при минимальной в опыте глубине заделки семян (2 и 3 см) – 25,0...25,1 см. В следующий период (колошение) при заделке на 4 и 5 см высота растений была больше, чем в контроле, на 13,4 и 11,9 см соответственно. Это, по-видимому, объясняется ухудшением условий роста и развития в вариантах с более мелкой и глубокой заделкой семян (табл. 3).
Таблица 3 – Динамика линейного роста растений, см (среднее за 2019–2020 гг.)
|
Глубина заделки семян, см |
Фаза развития |
|||
|
кущение |
выход в трубку |
колошение |
полная спелость |
|
|
2 |
25,0 |
32,7 |
88,4 |
93,4 |
|
3 |
25,1 |
31,6 |
100,2 |
103,5 |
|
4 |
24,8 |
30,4 |
104,0 |
109,1 |
|
5 |
24,7 |
30,0 |
102,5 |
105,6 |
|
6 |
23,6 |
29,5 |
90,6 |
93,4 |
|
7 |
23,0 |
28,3 |
90,0 |
92,1 |
|
НСР05 |
0,8 |
0,2 |
1,3 |
2,5 |
Глубина заделки семян оказывает значительное влияние на развитие корневой системы яровой пшеницы. Наиболее мощную корневую систему растения яровой пшеницы сформировали в вариантах с глубиной заделки семян 4 и 5 см, масса сырых корней составила соответственно 0,36 и 0,32 г, что на 0,11…0,07 г больше, чем в контроле. Наименьшие величины этого показателя отмечены при заделке семян на 2 и 7 см (0,22 и 0,21 г), разница с контролем составила 0,04…0,03 г. Аналогичные закономерности были характерны для массы воздушно-сухих корней.
Размеры надземной массы растений и урожайность зерна находятся в прямой зависимости от мощности развития корневой системы. Глубина заделки семян влияет на соотношение массы корневой системы и надземной части растений. Больше всего сырой массы надземной части растений в расчете на единицу сырой массы корней приходится при заделке семян на 4 см (1:4,02). Наименьшее соотношение сырой и сухой массы корней к величинам аналогичных показателей вегетативной части растений отмечено в вариантах с худшим развитием корневой системы – при заделке семян на 2 (1: 3,63; 1: 2,00 соответственно) и 7 см (1:3,57; 1:1,88), что находилось на уровне контроля (табл. 4).
Таблица 4 – Корневая система яровой пшеницы и ее отношение к надземной массе в зависимости от глубины заделки семян (среднее за 2019–2020 гг.)
|
Глубина заделки семян, см |
Масса корней одного растения в фазу кущения, г |
Надземная масса одного растения, г |
Соотношение |
|||
|
сырых |
воздушно-сухих |
сырых |
воздушно-сухих |
сырых корней к сырой надземной массе |
сухих корней к сухой надземной массе |
|
|
2 |
0,22 |
0,08 |
0,80 |
0,18 |
1:3,63 |
1:2,00 |
|
3 |
0,29 |
0,10 |
1,15 |
0,21 |
1:3,96 |
1:2,10 |
|
4 |
0,36 |
0,12 |
1,45 |
0,26 |
1:4,02 |
1:2,33 |
|
5 |
0,32 |
0,11 |
1,26 |
0,24 |
1:3,94 |
1:2,18 |
|
6 |
0,25 |
0,09 |
0,9 |
0,19 |
1:3,60 |
1:2,11 |
|
7 |
0,21 |
0,08 |
0,95 |
0,16 |
1:3,57 |
1:1,88 |
|
НСР05 |
0,02 |
|
0,04 |
|
|
|
Наибольшая прибавка урожайности, в сравнении с контролем, формировалась при заделке семян на 4 см. В 2019 г. она составила 0,24 т/га, в 2020 г. – 0,39 т/га (табл. 5). Снижение величины этого показателя в других вариантах можно объяснить тем, что при более мелкой заделке семян доступный для их корневой системы слой почвы быстрее пересыхает после выпадения осадков, а при глубокой заделке атмосферная влага не достигает корнеобитаемого слоя.
Таблица 5 – Урожайность яровой пшеницы в зависимости от глубины заделки семян
|
Глубина заделки семян, см |
Урожайность, т/га |
||
|
2019 г. |
2020 г. |
средняя |
|
|
2 |
2,62 |
2,93 |
2,77 |
|
3 |
2,75 |
3,19 |
2,97 |
|
4 |
2,94 |
3,46 |
3,20 |
|
5 |
2,81 |
3,24 |
3,02 |
|
6 |
2,70 |
3,07 |
2,88 |
|
7 |
2,58 |
2,88 |
2,73 |
|
НСР05 |
0,17 |
0,25 |
|
В среднем за 2 года наилучшие результаты отмечены при глубине заделки семян на 4 см, что обеспечивало оптимальную густоту стояния растений (400 шт./м2) перед уборкой и позволяло увеличить урожайность испытуемой культуры на 0,32 т/га, в сравнении с контролем.
По исходной выборке факторов построено уравнение регрессии второго порядка:
где У – урожайность, т/га; Х1 – глубина заделки семян, см; Х2 – число растений перед уборкой.
Результаты анализа этой зависимости в 3-х мерном пространстве (см. рисунок) свидетельствуют, что урожайность имеет весьма тесную положительную корреляцию с числом растений перед уборкой – r=+0,96, связь с глубиной заделки семян имеет более сложную структуру и отрицательную направленность – r=-0,20. При снижении и увеличении глубины заделки семян урожайность уменьшается, что вероятно, связано с низкой влажностью в верхних слоях почвы и недостаточным количеством кислорода в более глубоких слоях.
Рисунок. – График поверхностей урожайности, числа растений перед уборкой и глубины заделки семян.
Глубина заделки семян оказывает неоднозначное воздействие и на посевные качества зерна яровой пшеницы. Самая высокая масса 1000 семян отмечена при посеве на глубину 4 и 5 см – 39,3 и 38,7 г., что на 0,5…1,1 г больше, чем в контроле. Наибольшая энергия прорастания (90,4 %), лабораторная всхожесть (95,2 %) и выравненность зерна (92,6 %) зафиксированы при глубине заделки 4 см. В этом варианте их величины были выше, чем в контроле, соответственно на 0,9; 5,6 и 1,4 % (табл. 6).
Таблица 6 – Посевные качества зерна яровой пшеницы в зависимости от глубины заделки семян (среднее за 2019–2020 гг.)
|
Глубина заделки семян, см |
Масса 1000 семян, г |
Энергия прорастания, % |
Лабораторная всхожесть, % |
Выравненность, % |
|
2 |
35,5 |
85,3 |
89,0 |
90,6 |
|
3 |
37,7 |
88,6 |
91,7 |
91,9 |
|
4 |
39,3 |
90,4 |
95,2 |
92,6 |
|
5 |
38,7 |
90,0 |
94,6 |
92,3 |
|
6 |
38,2 |
89,5 |
92,0 |
91,2 |
|
7 |
35,0 |
85,1 |
88,7 |
89,5 |
|
НСР05 |
1,2 |
|
|
|
Согласно результатам производственных опытов, в 2020 г. в ООО «Нармонка» Лаишевского района Республики Татарстан самая высокая урожайность отмечена при заделке семян на глубину 4 и 5 см (2,75…2,7 т/га). При посеве на 2 и 7 см она снижалась до 2,63…2,55 т/га, или на 4,4…6,0 %. Аналогичные данные были получены и в ООО «Тимирязев» Балтасинского района Республики Татарстан (табл. 7).
Таблица 7 – Урожайность зерна яровой пшеницы сорта Ульяновская 105 в производственных опытах, т/га (2020 г.)
|
Глубина заделки семян, см |
ООО «Нармонка» |
ООО «Тимирязев» |
|
2 |
2,63 |
2,48 |
|
3 |
2,66 |
2,54 |
|
4 |
2,75 |
2,63 |
|
5 |
2,71 |
2,60 |
|
6 |
2,61 |
2,50 |
|
7 |
2,55 |
2,46 |
Выводы. Наибольшая густота растений как по всходам, так и перед уборкой отмечена при глубине заделки семян 4 и 5 см – соответственно 440…443 и 400…390 растений на 1 м2, что на 9,7…11,1 % и 11,3…11,6 % больше, чем в контроле (6 см). Прибавка урожайности по годам при заделке на 4 см, в сравнении с контролем (6 см), составила 0,24…0,39 т/га.
В условиях Предкамской зоны Республики Татарстан на серых лесных почвах среднесуглинистого гранулометрического состава семена яровой пшеницы следует заделывать на глубину 4…5 см. В среднем за 2 года это обеспечило формирование самой высокой урожайности: при глубине заделки семян на 4 см – 3,2 т/га, на 5 см – 3,02 т/га. При более мелкой (на 2 см) и глубокой (на 7 см) заделке она снижалась на 0,43…0,47 т/га, по сравнению с оптимальными вариантами.
