Влияние дифференцированного посева на урожайность пшеницы

В Германии исследования Wiesehoff и др. подтвердили, что всхожесть снижалась пропорционально увеличению нормы высева - зерна были тесно расположены и конкурировали друг с другом. Iqbal и др. обнаружили, что связь между нормой высева и количеством азота в почве не влияет на высоту пшеницы, кол-во побегов, длину колоса и кол-во колосков, однако влияет на количество зерен в колосе и общую урожайность. Kühling и др. отметили: на участках с высокой нормой высева больший урожай был обусловлен количеством колосьев, а на участках с низкой нормой тем, что в каждом колосе было больше зерен.

Оптимальные рекомендации диф. посева, основанные на математической модели, представлены в соответствии с заданной математической формулой входящей нормы высева, с учетом показателей качества почвы и/или потенциала урожайности. Также рекомендации генерируются в режиме реального времени путем определения и измерения необходимых свойств почвы и культуры. Оптимизация распределения вносимых семян в режиме реального времени может обеспечить наилучший потенциал урожайности для данного поля.

Для получения более высоких урожаев может быть целесообразно использовать более высокую норму высева в плодородной почвенной зоне, в то время как в низкоурожайных почвенных зонах высокая урожайность может быть достигнута при более низкой норме высева или численности растений. На почвах с более высокой урожайностью и/или более высоким содержанием влаги оптимальная норма высева выше. Поскольку содержание влаги в почве является детерминирующим фактором для орошения, посева, пересадки и определения уплотнения почвы на конкретном участке, система онлайн измерения позволит реализовать эти приложения на практике. Для измерения влаги во время полевых работ использовался волоконный спектрофотометр видимого и ближнего инфракрасного спектрального диапазона измерения отражения света 306,5 - 1710,9 нм.

Жизнеспособность семян, всхожесть, распространенность вредителей, болезней и метеорологические условия - все это определяет всхожесть и укоренение культуры, т.е. сколько растений выживает из 100 семян. Различные типы почвенных зон продуктивности, основанные на картах EC (электропроводимости почвы)*, могут быть использованы для улучшения прорастания и укоренения пшеницы. Полевое обследование почвы также необходимо перед посевом, так как всхожесть и укоренение культуры связаны с количеством камней в структуре и на поверхности почвы, поэтому прогнозирование качества семенного ложе и посева только по картам EC не будет надежным.

По мере увеличения густоты посевов на м² вес зерна с одного растения снижается. Однако кол-во растений компенсирует снижение урожайности с одного колоса, увеличивая среднюю урожайность по полю. При более высоких, чем оптимальные, нормах высева, увеличение урожая за счет большего количества растений может оказаться недостаточным для компенсации потерь одного растения. Оптимальная плотность посева зависит от взаимодействия между сортом и окружающей средой, которая варьируется в разных агрономических зонах. Влияние сорта растения на урожайность зерна сильно изменяется в зависимости от высева, а изменение нормы высева влияет на компоненты урожая, особенно на плотность стеблей и количество колосьев на м² . С увеличением нормы высева увеличивается количество проросших растений и плотность урожая, но вес зерна снижается (частично из-за снижения эффективности освещения). Сорта имеют различные способности и адаптации для компенсации низкой или высокой нормы высева путем изменения компонентов урожая, таких как количество колосьев, количество стеблей на м² , количество зерен на колос и вес зерна.

Проведя исследования,Geleta, Xue и др.не обнаружили значительного влияния нормы высева на урожайность зерна от 65 (245 семян на м2) до 130 кг га (489 семян на м2).

Stapper и Fischer зафиксировали увеличение высоты растений в результате увеличения нормы высева от 50 до 200 кг га (188-753 семян м2) и было установлено, что увеличение нормы высева уменьшает относительную зелень листьев. Кроме того, самая высокая биомасса и эффективность использования азота у обыкновенной озимой пшеницы может быть достигнута при снижении стандартной нормы высева на 34-68%.

Fang и др.изучали влияние различных норм высева и подрезки корней на урожай зерна озимой пшеницы и его компонентов до и после перезимовки в полевых условиях. Целью эксперимента было определить, повышает ли подрезка корней урожайность озимой пшеницы или поддерживает ее при плотности посева выше оптимальной при выращивании пшеницы в полусухих условиях окружающей среды. Результаты показали, что реакция урожайности культуры на норму высева зависит от количества осадков, особенно от дождей весной, которые совпадают с периодом налива зерна. В засушливые годы снижение урожайности из-за более высокой нормы высева могло быть вызвано усилением конкуренции за почвенную воду, так как большое количество почвенной воды использовалось до удлинения стебля из-за более высокой нормы высева, что в свою очередь снижало производство сухого вещества и, следовательно, урожайности. Многие исследования обнаружили положительную корреляцию между нормой высева, урожайностью зерна и средним весом ядра, но Fang и др. показали, что эта корреляция зависит от наличия влаги.

В зерновых культурах кривая урожайности является полезным статистическим инструментом для анализа влияния нормы высева на растения. Было установлено, что влияние нормы высева на урожайность в целом соответствует квадратичной кривой. По мере увеличения нормы высева кривая урожайности резко поднимается до оптимальной нормы высева, а затем медленно снижается.

Канадские исследователи обнаружили, что норма высева влияет на плотность растений и количество колосьев. В экологических условиях урожайность увеличилась на 10% при удвоении нормы высева у сортов пшеницы и ячменя. Другие исследования показали, что при удвоении нормы высева пшеницы в местах присутствия/конкуренции сорняков урожайность увеличивалась от 23% до 27%. Для оптимизации урожайности пшеницы важно определить оптимальное количество растений на м². Если популяция растений слишком велика, то урожай будет слишком плотным. Это приводит к трудностям в управлении посевами и может привести к вспышкам, более широкому распространению болезней и более высоким затратам. Если количество растений на м² слишком мало, то урожайность не будет оптимизирована из-за нехватки зерна, а растения будут уязвимы для вредителей и не смогут конкурировать с сорняками.

Рост и урожайность пшеницы зависят от условий окружающей среды, и могут в некоторой степени регулироваться путем выбора правильного времени посева и нормы высева. Урожайность пшеницы повышается за счет более высоких норм высева при весеннем посеве.

Более высокая урожайность зерна при более высоких нормах высева связана с большим количеством колосьев на м². Поэтому количество колосьев на квадратный метр считается наиболее важным компонентом при определении урожайности зерна.

При расчете нормы высева озимой пшеницы на конкретном поле зона продуктивности, Reining и др., учитывали урожайность, полученную из архивных записей за несколько лет. Программный модуль на базе ГИС рассчитал норму высева для различных зон урожайности и преобразовал ее непосредственно в карту посевов. Норму высева можно считать фактором получения более высоких урожаев зерна и эффективности использования азота у озимой пшеницы. Оптимизация нормы высева позволила повысить урожайность и эффективность поглощения азота. Увеличение эффективности поглощения азота в основном связано с оптимизацией плотности длины корней и синхронным увеличением количества азота из удобрений и азота из почвы. Норма высева оказала значительное влияние на количество растений, стеблей и колосьев, а также на индекс площади листьев.

Интересно ли Вам узнать экономическое преимущество дифференцированного посева на данной базе исследований учёных?

Источники, использованные при написании материала и на статьи исследований:

1. Chen, C.; Neill, K.; Wichman, D.; Westcott, M. Hard red spring wheat response to row spacing, seeding rate, and nitrogen. Agron. J. 2008, 100, 1296–1302.
2. Ayalew, T.; Abebe, B.; Yoseph, T. Response of wheat (Tritium aestivum L.) to variable seed rates: The case of Hawassa area, Southern Ethiopia. Afr. J. Agric. Res. 2017, 12, 1177–1181.
3. Iqbal, J.; Hayat, K.; Hussain, S.; Ali, A.; Bakhsh, M.A.A.H.A. Effect of seeding rates and nitrogen levels on yield and yield components of wheat (Triticum aestivum L.). Pak. J. Nutr. 2012, 11, 531.
4. Xue, Q.; Weiss, A.; Baenziger, P.S.; Shelton, D.R. Seeding rate and genotype affect yield and end-use quality in winter wheat. J. Agron. Crop Sci. 2011, 2, 18–25.
5. Stapper, M.; Fischer, R. Genotype, sowing date, and plant spacing influence on high-yielding irrigated wheat in southern New South Wales. I. Phasic development, canopy growth and spike production. Aust. J. Agric. Res. 1990, 41, 997–1019.
6. Geleta, B.; Atak, M.; Baenziger, P.S.; Nelson, L.A.; Baltenesperger, D.D.; Eskridge, K.M.; Shipman, M.J.; Shelton, D.R. Seeding rate and genotype effect on agronomic performance and end-use quality of winter wheat. Crop Sci. 2002, 42, 827–832.
7. Agriculture, Volume 12, Issue 2 (February 2022) - 190 articles.