Повреждения озимой пшеницы заморозками на разных стадиях развития

Озимые зерновые культуры в силу длинного периода вегетации чаще других культур попадают под воздействие неблагоприятных погодных условий. Что ждать весной? В ряде регионов России поздние заморозки в апреле и мае — частое явление. Насколько чувствительна озимая пшеница к заморозкам после возобновления вегетации и в более поздние фазы развития? Попробуем разобраться, опираясь на исследования зарубежных ученых.

В период осенней вегетации происходит сложный процесс закаливания озимой пшеницы, усиливающий её морозостойкость. Однако после возобновления вегетации весной культура утрачивает это свойство и легко повреждается заморозками. В период репродуктивного роста пшеницу может серьезно повредить температура, несколько ниже точки замерзания. Весной озимые посевы скорее всего пострадают от заморозков, если низкие температуры совпадают с чувствительными стадиями роста — от начала трубкования вплоть до цветения. Чем длительнее заморозок, тем меньше шансов избежать потерь.

Оценить повреждения растений помогут характерные симптомы, которые свойственны для каждой стадии роста. Прохладная погода сразу после заморозков замедляет развитие симптомов повреждений растений. Но тем важнее их своевременно обнаружить, чтобы предпринять оперативные меры.

Оптимальная температура для роста и развития озимой пшеницы составляет 10-24 °С. Любые отклонения плохо сказываются на состоянии посевов. Идеально, если растения пшеницы буду уходить в зиму, имея 3-4 настоящих листа, хорошо развитую корневую систему и запас сахаров более 25%. Так как количество сахаров по мере дальнейшего роста растений снижается, то озимые зерновые раннего срока сева оказываются более подвержены поражению заморозками. Чем позже дата посева, тем выше должна быть норма высева озимой пшеницы.

Развитая и закаленная с осени точка роста растений может выдерживать зимние морозы до –23-24 °С и лучше переносит минусовые температуры весной. Но если снежный покров ложится ранней осенью до завершения процесса закаливания, это делает точку роста пшеницы менее устойчивой к последующим заморозкам.

Растения озимой пшеницы не выносят точку роста на поверхность почвы до тех пор, пока весенние дни не станут достаточно длинными и теплыми. Чтобы понять степень повреждения озимых зерновых морозом, нужно провести правильную диагностику посевов. Если повреждения получили только листья, а точка роста (узел кущения), корни и стебли живы — значит не все потеряно (рис. 1).

Без закалки листья пшеницы выдерживают отрицательную температуру –7-9 °С, а после закалки — до минус 18 °С в зависимости от сорта и возраста листьев (при наличии «безопасного слоя» снежного покрова в 10 см морозостойкие сорта могут выдерживать и до минус 30 °С). Развивающиеся молодые листья лучше переносят холод. Репродуктивные органы — колоски и цветки погибают при морозе -2-3 °С.

Заморозки вредят зарождающемуся молодому колосу с начала выхода в трубку, но определить степень его повреждения холодом будет возможно только после колошения. Поврежденный колос выглядит пустым и белым, а у основания растения начинают развиваться новые побеги. Повреждённый засухой колос также выделяется пустым белым кончиком.

Время возобновления вегетации озимой пшеницы весной и состояние растений зависят от сочетания благоприятных для жизни солнечных и тепловых факторов.

Раннее возобновление вегетации в условиях ранней весной наиболее комфортно для развития корневой системы и узла кущения, в которых лучше восстанавливаются повреждённые за зиму растения, что обеспечивает высокую урожайность.

Позднее наступление весеннего тепла — всегда стресс для озимых и снижение урожайности. Поврежденные за длительный морозный период растения не успевают развить адекватную корневую систему и узел кущения. В условиях быстрого повышения температуры на фоне длинного дня и прямого солнечного света из растений замедляется выведение токсинов, накопившихся за зиму. Они блокируют реакции синтеза, чем вызывают «ожоги», розеточность ослабленных и поврежденных растений.

Почему одни поля с озимой пшеницей после весеннего подмерзания повреждаются, а расположенные рядом с ними остаются невредимыми? В большей мере травмам от мороза подвергаются:

• посевы раннего срока созревания в силу их опережающего роста и стадии развития;
• посевы, расположенные вдоль рек и понижений, куда «стекает» холодный воздух.

В благоприятных условиях выращивания, к которым можно отнести высокое плодородие почвы, достаточную влажность почвы и обеспеченность доступным азотом, пшеница лучше кустится и становится менее чувствительной к заморозкам, так как холод замедляет её созревание. Стресс от засухи и плохое кущение повышают риск повреждения заморозками.

Формирование (закладка) урожая озимой пшеницы начинается в фазе кущения, когда растения формируют дополнительные побеги. В фазе выхода в трубку у пшеницы создаются колоски в колосе. В фазе флаг-листа она формирует количество зерен в колоске и уже после цветения растет зерновка. Любой стресс, в том числе холодовой, на каждом этом этапе отражается на конечном урожае зерна.

Учёные из Канзасского государственного университета США (Джеймс П. Шройер, Меррел Э. Микселл и Гари М. Полсен) и университета Небраски (Роберт Н. Клейн и Дрю Дж. Лион) изучили последствия весенних заморозков для озимой пшеницы в ключевые фазы роста и развития. Результаты этих исследований могут представлять интерес и для наших условий возделывания. Все представленные далее фото пшеницы сделаны учеными университета Небраски (http://extensionpubs.unl.edu).

В эту стадию растения находятся у поверхности почвы и максимально защищены от повреждений. Симптомы обморожения растений проявляются через несколько дней в виде скрученных светло-зеленых или желтых листьев с «обожженными» сверху кончиками и сильным специфическим запахом (рис. 2). Однако с повышением температуры воздуха рост новых листьев возобновляется. Обморожение в период кущения может замедлить рост и снизить количество стеблей.

Симптомы повреждения пшеницы морозом такие же, что и на стадии кущения. Но более очевидным становится обморожение стеблей. Заметно их продольное расщепление в точке роста, которая особо чувствительна в период образования узлов (рис. 3).

Здоровая точка роста имеет ярко-белый цвет, переходящий в желто-зеленый. Поврежденная точка роста теряет твердость и зеленоватый цвет в течение нескольких дней после подмерзания (рис. 4). Несмотря на повреждение точки роста, побеги остаются зелеными, но рост таких стеблей прекращается.

Проросшие позже побеги могут стереть картину более раннего повреждения. На этой стадии частичное повреждение приводит к развитию поздних побегов, что проявится в снижении и неравномерном созревании урожая зерна. На подмерзшей нижней части стебля увеличиваются узлы, она меняет цвет и становится шершавой (рис. 5).

Незначительное повреждение стебля не мешает пшенице усваивать питательные вещества из почвы и питать ими зерновку. Поврежденные растения часто обламываются в нижней, подмерзшей части стебля. Усугубляют состояние травмированного стебля патогенные микроорганизмы, которые инфицируют растение. Полегание посевов и появление характерного опушения на растениях особенно опасны при сильных ветрах и осадках.

Заморозки в этой фазе сдерживают колосья в ещё свёрнутых влагалищах листьев, где они оказываются, словно в ловушке, и не могут нормально развиваться. Появляющийся из влагалища желтый или засохший лист может указывать на повреждение точки роста заморозком (рис. 6).

В этот период заморозки могут повредить чувствительные к низким температурам мужские пыльники в цветках колоска, а также листья и нижнюю часть стебля. Поврежденные зеленые пыльники через 2 дня становятся белыми, бледно-коричневыми и сморщенными. Так как пшеница — культура самоопыляющаяся, то отдельные зерна могут завязаться и без пыльников, но урожайность пшеницы будет снижена.

Если повреждается женская часть (рыльце, столбик и завязь), то рыльце не откроется, потеряет пушистость и вместо белого цвета станет грязно-белым и коричневым.

Повреждения морозами на этой стадии вызывают стерильность, обезвоживание и высыхание листьев. Симптомы повреждения стеблей аналогичны предыдущим стадиям развития. Наиболее характерными травмами является хлороз и побеление остей колоса. Часто после заморозка колос может нормально выметаться, но приобретает желтую или белую окраску вместо обычной зеленой, что свидетельствует о его гибели (рис. 7). Спустя несколько дней после заморозка на стебле ниже колоса проявляется светло-зеленое «морозное кольцо» (рис. 8). Хотя оно и не препятствует движению питательных веществ, но в дальнейшем стебель в этом месте может переломиться от ветра.

Цветение пшеницы начинается через неделю после колошения. Это самая чувствительная фаза развития пшеницы к отрицательным температурам, причем степень проявления последствий может быть разной. Заморозками могут повреждаться разные части колоса, так как цветение не происходит одновременно во всех цветках. Зерно в этом случае формируется в тех частях колоса, где на момент похолодания цветение еще не началось или уже закончилось (рис. 10).

Эта фаза развития пшеницы наступает через 2 недели после цветения. Зерно уже приобретает выполненный вид, но ещё не имеет достаточного веса. В поврежденных холодом зерновках до созревания содержимое серое и жидкое, а не белое и вязкое, как должно быть на этом этапе развития. Слегка травмированные на стадии молочной спелости зерновки могут сформироваться до нормальных размеров, но при созревании дадут легкое и сморщенное зерно, урожай от которого будет намного ниже.

Самым серьезным последствием заморозков на зерно в стадии налива является снижение его всхожести. Зародыш имеет обычно более высокое содержание влаги, чем другие части зерна, что делает его более уязвимым.

Степень повреждения пшеницы заморозками зависит не только от значения отрицательной температуры, но и от продолжительности её воздействия на растения, которое наносит больший вред урожаю, чем кратковременное воздействие. В таблице приведены последствия повреждений озимой пшеницы заморозками на основных репродуктивных стадиях роста и развития. При этом нужно учитывать, что травмы растений могут возникать и от менее отрицательных температур при их более длительном воздействии.

Независимо от причин, похолодание в большей мере навредит посевам озимых, которые пострадали от почвенной засухи. При недостатке влаги растения слабеют, да и сухая почва промерзает сильнее, чем влажная.

Когда травма растений от заморозка незначительна и нет выгодной альтернативы пересева пшеницы другой культурой, лучшим решением остаётся терпение. При несильных повреждениях пшеница все же даст урожай, покрывающий затраты на возделывание, хотя зерно будет щуплым.

Если отрицательные температуры весной повредили посевы на ранних стадиях развития, то поздние всходы пшеницы, которые обычно не отличаются высокой урожайностью, сразу после заморозка при благоприятных погодных условиях могут начать быстрое развитие. Однако если заморозок случился на поздних стадиях роста, то тёплая и сухая погода не позволит таким побегам сформировать хороший урожай зерна.

Наиболее опасно повреждение отрицательными температурами семеноводческих посевов. Использовать в дальнейшем такие семена не стоит. Даже если их всхожесть будет высокой, урожай всё равно окажется намного ниже.

При серьёзном повреждении посевов заморозком самым лучшим решением является уборка зеленой массы на корм КРС в качестве силоса. В зеленой массе пшеницы содержится много белка, но её нужно сразу проверить на содержание нитратов, измельчить и постепенно включать в рацион. Почему нужен анализ на нитраты? Поздние заморозки обычно травмирует определенные части пшеницы и редко убивают всё растение. При этом посевы продолжают поглощать азот из почвы, но не могут направлять его на формирование зерна и нитраты накапливаются в зеленой массе. Процесс силосования уменьшает концентрацию нитратов.

Если на корм КРС используется сено пшеницы, убранной после цветения, необходимо внимательно наблюдать за животными из-за риска развития актиномикоза. Чаще всего болезнетворная бактерия Actinomyces bovis попадает в ткани тела животного через повреждения слизистой оболочки или кожного покрова остями или соломой злаков. Актиномикоз менее вероятен, когда пшеница убирается на ранних стадиях роста и силосуется.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2020 г., № 3).