Влияние климатических факторов на действие регуляторов роста в агроценозах ярового ячменя
Климатический фактор в совокупности влияния на агроценозы занимает не последнее значение. Важным условием для сельского хозяйства является климат территории. В Ростовской области умеренно континентальный климат, что позволяет выращивать зерновые и другие сельскохозяйственные культуры.
Изучая различные факторы воздействия на продуктивность агроценозов ярового ячменя, значение имеет корреляция климатических факторов, которые невозможно регулировать в полевых условиях, и факторов воздействия, например применения биопрепаратов регуляторов роста в данном случае.
Ш. Матвеев, используя математико-картографическое моделирование динамики климата Ростовской области, установил, что регион не подвержен серьезным климатическим изменениям в будущем (до 2040 г.) и у региона имеется устойчивый климат.
По сценарию П.М. Лурье, степной ландшафт в Ростовской области исчезнет, его заменит сухостепной. Растительные сообщества реагируют на климатические изменения. Отставание будет отмечаться только первые десятилетия, после чего произойдет приспособление ценозов к изменившимся условиям. Наиболее медленно будет происходить перестройка почв, в то время как режим поверхностных вод будет изменяться почти синхронно с изменением климатических условий.
По данным В.К. Каменевой и О.И. Шпак, в Ростовской области в течение последних 30 лет наблюдается устойчивое повышение среднемесячной температуры (особенно в январе и июле). Среднегодовое количество осадков не растет либо снижается.
Климат Ростовской области имеет тенденцию к потеплению. Из-за аномально теплой осени и недостатка увлажнения посев озимых культур сдвигается на более позднее время. В свою очередь, зимние оттепели могут спровоцировать вегетацию культур в несвойственный для них период, что пагубно скажется на величине будущего урожая и его качестве. Увеличение температуры ведет к опустыниванию и аномальной жаре. Недостаток влаги в критические для роста и развития растений периоды может привести не только к значительному снижению качества продукции сельскохозяйственного производства, но и к гибели посевов.
В связи с этим перед селекционерами возникает задача выведения и интродукции новых засухоустойчивых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур для возможности их выращивания в условиях недостаточного увлажнения Ростовской области.
На урожайность ярового ячменя влияют не только агротехнология, внесение различных препаратов, стимулирующих развитие растений, но и почвенно-климатические условия региона.
Особое место в повышении качества и количества зерна отводится регуляторам роста и развития растений. Отмечены наибольшее влияние комплексного применения биологических препаратов (обработка семян бактофунгицидом «Стрекар») (ООО «Фармбиомедсервис», Россия) и последующая некорневая обработка «ИНБИО-ФИТ» (ООО «Научно-производственное объединение “Биотех”», Россия) + «БИОФИТ-1.0 М» (ООО АТЦ «Колхоз», Россия) в фазу кущения на формирование элементов структуры урожая ярового ячменя в условиях неустойчивого увлажнения южной зоны Ростовской области.
Ученые выявили зависимость урожайности ярового ячменя от погодных условий в различных областях Центрального Черноземья. Так, урожайность ярового ячменя во всех областях Центрального Черноземья имеет корреляционную связь со средней годовой температурой воздуха, увеличение суммы осадков за год снижает продуктивность культуры.
В Курской области урожайность ячменя имеет прямую связь с температурой воздуха в период уборки культуры и обратную — с суммой осадков в августе. В Липецкой области она понижается при увеличении температуры в июле. В Белгородской области повышение показателя происходит в годы с невысокой температурой и достаточной влажностью почвы в период посева и первоначального роста (май) культуры. Повышение урожайности в Воронежской области обусловлено низким уровнем осадков в период созревания культуры (июль), значимо было взаимодействие с гидротермическим коэффициентом.
В агроценозах ярового ячменя в Приазовской зоне Ростовской области рентабельно использовать по вегетации росторегулирующие препараты, препарат «Биодукс» (ООО «Органик парк», Россия) на сортах Леон (79%) и Прерия (87%). Достоверно доказана прибавка урожайности ячменя при воздействии биопрепаратов за счет всех элементов продуктивности растений.
Изменение климата оказывает значительное влияние на сельское хозяйство, затрагивая урожайность, водопотребление, распространение вредителей и болезней. Использование больших данных открывает новые возможности для анализа и прогнозирования этих эффектов.
Обзор литературных источников и их анализ показали, что научные изыскания в этой области актуальны, их углубленное изучение необходимо и своевременно.
Цель исследования — изучить влияние климатических факторов на действие регуляторов роста в агроценозах ярового ячменя.
Это предусматривает следующие задачи: изучение всхожести и выживаемости растений ячменя, продуктивной кустистости, количества зерен в колосе, массы 1000 зерен, урожайности зерна и рентабельности.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились в 2021–2024 сельскохозяйственных годах в условиях КФХ «ИП Рябцев Е.Н.» на черноземе обыкновенном, карбонатном, сверхмощном, тяжелосуглинистом Приазовской зоны Ростовской области Российской Федерации.
Почва имеет большую мощность гумусового горизонта (до 140 см). В горизонте А содержание гумуса составляет 4,8%. Почва обладает рыхлым сложением, что связано с хорошей гумусированностью, оптимальной плотностью пахотного слоя — 0,96–1,1 г/см3. Высокая капиллярная скважность и невысокая некапиллярная скважность при общей скважности 56–60% обусловливают достаточную водопроницаемость пахотного слоя и способствуют поднятию влаги из глубоких горизонтов в сухие периоды.
Полевая влагоемкость в горизонте А составляет 29,5–30,4%. Максимальная гигроскопичность почвы колеблется в горизонте А и В от 8,4 до 9,3%, влажность устойчивого завядания — соответственно, 12–12,5%.
Почвы опытного участка по содержанию усвояемого азота относятся к низкообеспеченным. Подвижным фосфором почвы обеспечены недостаточно. Содержание обменного калия в пахотном и подпахотном слое достаточное.
В целом почва по плодородию, макро — и микроагрегатному составу, физико-химическим и агрохимическим свойствам благоприятна для выращивания с.-х. культур.
В качестве объектов исследования выступали сорт ярового ячменя Леон (производитель «АгроМир-Сидс», оригинатор семян «Национальный центр зерна им. П.П. Лукьяненко», г. Краснодар, Россия), биологические препараты регуляторы роста:
Биопрепараты применялись по вегетации в фазы «кущение» и «колошение» (опрыскивание растений по листу, расход рабочей жидкости — 300 л/га). Норма высева ярового ячменя — 4,5 млн всхожих семян на 1 га рядовым способом ручной сеялкой «Пахарь» (Россия) в рекомендуемые сроки. Предшественник — подсолнечник.
Делянки (25 м2) размещены последовательно в 4-кратной повторности.
В исследованиях использовалась следующая методика: закладка опыта, наблюдения за ростом и развитием (всхожесть, выживаемость, кущение, количество зерен в колосе, урожайность), масса 1000 зерен, рентабельность.
Статистическую обработку данных (выживаемость растений к уборке — процент растений от количества высеянных семян; дисперсионный анализ коэффициента кущения — количество стеблей с колосом на одном растении, количество зерен в колосе — среднее количество зерен в колосе у растений с 1 м2, масса 1000 зерен ярового ячменя, урожайность (НСР05) проводили с использованием Microsoft Excel (США).
Результаты и обсуждение
Тенденция изменений климатических явлений в условиях Приазовской зоны Ростовский области в КФХ «ИП Рябцев Е.Н.» представлена в таблице 1.
Анализ данных за три года показал, что сумма средних температур за изучаемый период превысила среднемноголетние показатели (норму) на +4 °С в 2021–2022 гг., +7 °С в 2022–2023 гг., на +10 °С в 2023–2024 гг. Сумма средних температур октября и ноября превысила норму в годы наблюдений на 2,9–4,4 °С, кроме 2021 г. (-0,4 °С). Сумма средних температур зимнего периода превысила норму на 3,9–7,2 °С. Сумма средних температур весной превысила норму только в 2023 г. — на 3,7 °С. В 2022 и 2024 годах было прохладнее в среднем на 2,8 °С и 4,6°С соответственно. В июне и июле сумма средних температур была больше нормы в 2022 и 2024 гг. (на 0,5 °С и 4,9 °С), в 2023 г. — на 3,6 °С меньше нормы.
Анализ выпадения количества осадков в годы исследований показал, что во все годы наблюдений было превышение нормы (на 72 мм) в 2021–2022 гг., на 138 мм — в 2022–2023 гг., на 86 мм — в 2023–2024 гг.
В октябре и ноябре меньше нормы выпало осадков в 2021 г. (на 5 мм), а в 2022-м — больше на 18 мм, в 2023-м — в 2,3 раза больше. В зимний период выпало больше нормы осадков во все годы наблюдений, особенно в 2021–2022 гг. (в 2 раза).
В весенний период превышение нормы осадков (на 72 мм) было только в 2023 г. Ниже нормы отмечено в 2022-м (на 15 мм) и 2024-м (в 7 раз), что в дальнейшем проявилось в остром дефиците влаги. В июне и июле 2023 г. и 2024 г. осадков выпало больше нормы — на 33 мм и 37 мм соответственно, в 2023-м — больше на 33 мм.
Данные климатические условия привели к различной всхожести ярового ячменя. Так, всхожесть в 2022 г. составила 91%, в 2023-м — 92%, в 2024 г. — 86%.
Выживаемость растений ярового ячменя в годы наблюдений была различной (табл. 2).
Анализ данных показал, что наибольшая выживаемость растений была в 2023 г. — от 76 до 85%. Ниже показатели были в 2022 г. — от 72 до 80%. Наименьший показатель выживаемости наблюдался в 2024 г. — от 65 до 70%.
Применение биопрепаратов по вегетации ячменя привели к увеличению выживаемости растений, особенно с препаратом «Биодукс» и «ОбеpeгЪ», в 2022 и 2023 гг. В 2024 году влияние биопрепаратов на выживаемость было минимальным (до 5%).
В условиях 2022 г. продуктивная кустистость была в пределах 1,2–1,3, в 2023 г. — 1,3–1,48 (наибольшая), в 2024 г. — 1,2. Даже использование биопрепаратов не повлияло на ее увеличение в условиях засухи (табл. 3).
В годы с достатком влаги (2022-й и 2023-й) в весенний период действие биопрепаратов достоверно доказано на всех вариантах.
Анализ данных показал, что в 2023 г., как наиболее увлажненном в весенний период, показатели по количеству зерен в колосе и массе 1000 зерен были выше, чем в 2022 и 2024 гг. (табл. 4).
Во все годы наблюдений достоверно доказано влияние биопрепаратов на озерненность колоса и на массу 1000 зерен, особенно с препаратом «Биодукс».
Анализ данных урожайности показал, что ее уровень коррелируется с уровнем увлажнения в весенний период, наибольшие показатели наблюдались в 2023 г., наименьший — в 2024-м (табл. 5).
В условиях рыночной экономики и постоянного повышения цен растут затраты на производство единицы продукции. Таким образом, в 2024 г. выращивание ярового ячменя оказалось нерентабельным. В 2022 и 2023 гг. нерентабельным оказалось использование препарата «Тренер» из-за высокой стоимости препарата (21 тыс. рублей). Наибольшую рентабельность показали препараты «Биодукс» (ООО «Органик парк», Россия) и «ОбеpeгЪ» (ООО «ОРТОН», Россия).
Заключение
Опытным путем установлена корреляция климатических факторов (количества осадков и температуры воздуха) на действие регуляторов роста в агроценозах ярового ячменя. Климатическое воздействие является лимитирующим в формировании высокопродуктивных агроценозов.
В условиях засухи 2024 г. в весенний период ячмень снизил свою продуктивность за счет невысокой всхожести семян — 86%, выживаемости к уборке — 65–70%, продуктивной кустистости — 1,2, количества зерен в колосе — 14–16 шт., массы 1000 зерен — 42–43 г. И, как следствие, низкой урожайности зерна (2,06–2,6 т/га) и отрицательной рентабельности.
Об авторах
Наталья Александровна Рябцева; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры земледелия и технологии хранения растениеводческой продукции
natasha-rjabceva25@rambler.ru; https://orcid.org/000-0003-4121-5940
Донской государственный аграрный университет, ул. им. Кривошлыкова, 24, поc. Персиановский, Октябрьский р-н, Ростовская обл., 346493, Россия
УДК 633.162:631.8
DOI: 10.32634/0869-8155-2024-387-10-117-121
