Выращивание многолетней пшеницы Kernza в условиях Костанайской области

Еще в начале 20 века (1928 год), молодой агроном Николай Цицин начал работу по выведению пшеницы устойчивой к природным катаклизмам, а после встречи с Иваном Владимировичем Мичуриным и его подсказке, которая задала цель главной работе его жизни – это выведение многолетней пшеницы при скрещивании ее с пыреем [1].

1983 году ученые селекционеры американского института J.I. Rodale выбрали пырей для скрещивания с пшеницей в качестве многообещающего многолетнего зерна. Институты USDA и Rodale 1988 году провели два цикла отбора для улучшения жизнеспособности и других особенностей семян в штате Нью-Йорк. В 2003 году американский институт Земледелия начал программу по выращиванию сорта Kernza на увеличение размера семян и повышение урожайности [2].

Многолетняя пшеница Kernza растет в последующие 4 года после посева, развивая глубокую – плотную корневую систему, улучшая структуру почвы, сохраняя важные питательные вещества для роста, засухоустойчива, что имеет большой смысл в период изменения климата. Недостаток многолетней пшеницы – это размер семени, что составляет ¼ часть обычной зерновки пшеницы.

В 2017 году Костанайский филиал ТОО «КазНИИЗиКР им. Ж.Ж.» получил семена многолетней пшеницы сорт Kernza, для проведения исследований выращивания в условиях Северного Казахстана.

Методы исследования

Исследования проводились на Опытном поле Костанайского филиала 2017-2018 гг. Почва 2 зоны представляет собой чернозем южный, тяжелосуглинистый. Микрорельеф исследованных участков поля выровненный, реакция почвенного раствора рН – 8,49, содержание гумуса 3,26%.

Характерной чертой климата Костанайской области, расположенной в Северном Казахстане, является резко выраженная континентальность. Погодные условия 2017 года в период посевной кампании мая месяца проявлялись сначала в постепенном нарастании среднесуточных температур воздуха первой – второй декады месяца, превышая среднемноголетние показатели (11,8^оС и 14,1^оС) на 2^оС и 3,6^оС и дефицитом осадков по сравнению со среднемноголетними показателями (12 мм) в 1,8 и 1,9 раза. Третья декада мая стояла с понижением температуры воздуха на 1^оС от среднемноголетнего показателя (15,3^оС) и выпадением осадков выше нормы (12 мм) в 3,1 раза. Вегетационный период протекал с выпадением обильных осадков превышающих норму июня месяца (35 мм) в 2,3 раза, июля (56 мм) 1,2 раза, первый квартал августа (16 мм) в 2 раза и неустойчивым температурным режимом: понижением температуры июня месяца на 1,1⁰С, по отношению к среднемноголетней норме 20⁰С, превышением нормы июля-августа (21,1⁰С – 17,4 ⁰С) на 1,1⁰С – 0,5⁰С. За сентябрь – октябрь месяцы осадков выпало ниже нормы в 1,8 раза при среднесуточной температуре выше среднемноголетнего показателя на 1,1⁰С. Минусовая температура установилась в ноябре месяце, но до конца декабря не превышала среднемноголетние показатели (–6,2⁰С и –14,1⁰С) и держалась на уровне среднемесячных данных – 1⁰С и – 13,1⁰С.

В январе 2018 года минусовая температура превысила норму (–16,6⁰С) на – 2⁰С, феврале месяце держалась на уровне среднемноголетнего показателя. Осадков с ноября 2017 года по февраль 2018 года включительно выпало всего 32,1 мм, что на 44,1 мм меньше нормы. В марте месяце стояла еще минусовая температура, превышая среднемноголетнюю норму (–8,5⁰С) на –2,4⁰С с превышением выпадения осадков выше нормы (12 мм) на 26,2 мм. Потепление (плюсовая температура) наступило в апреле месяце, но наблюдался пониженный температурный режим на 5,9⁰С по отношению к среднемноголетним данным (10,4⁰С), средняя сумма осадков составила 33,9 мм (норма 48,8 мм). Май-июнь месяцы по выпавшим осадкам и температуре аналогичны 2017 году, т.е. превышение осадков, было по сравнению со среднемноголетними показателями (36-35 мм) в 1,2–2,3 раза, при температуре воздуха ниже нормы (13,7⁰С – 20⁰С) в 1,2 раза. В июле месяце осадки составили 18,6 мм, при увеличении температуры воздуха на 1,2 ⁰С среднемноголетнего показателя (20,9⁰С). Количество осадков в августе месяце выпало 68,8 мм, превышая среднемноголетний показатель на 33,8 мм и понижение температуры воздуха от среднемноголетней нормы на 0,7⁰С (18,9⁰С). В первой декаде сентября месяца проводилась уборка урожая при отсутствии выпадения осадков [3].

Статистическую обработку полученных результатов, проводили по Доспехову Б.А [4].

Результаты и обсуждения

Многолетнюю пшеницу сорт Kernza посеяли 24 мая 2017 года вручную, на глубину 6 см, при расстоянии семян 25 см. Размер делянки составил 20 м². В зиму многолетняя пшеница ушла в фазе начало кущения.

21 мая 2018 года после наступления устойчивой температуры воздуха, проведено биометрическое измерение растений в фазе кущения культуры, в среднем высота растений составила – 54 см. Визуальное обследование культуры на болезни показало их отсутствие. Отмечены повреждения от вредителей паренхимы на листьях, варьировало от 10% до 20%. Приняли меры по проведению инсектицидной обработки против хлебной полосатой блошки (Борей, с.к. – 0,1 л/га).

В течение всей вегетации велись наблюдения за культурой. В фазу цветения культуры обнаружены склероции (гриб из рода Спорынья, возбудитель Claviceps purpurea). Для подавления гриба провели фунгицидную обработку препаратом Альто Супер 330, к.э. (0,4 л/га), опираясь на данные работы белорусского ученого А.И. Немковича против спорыньи на озимой ржи в период вегетации [5]. Уход за посевом в течение двух лет против сорной растительности выполнялся вручную.

Уборка и обмолот семян проводилась после наступления полной спелости зерна 08 сентября 2018 года. По основным показателям форма колоса имеет выраженные пырейные признаки. Колосья, колоски и колосковые чешуйки узкие, и длинные. Густота стояния растений – 16 шт./м², кустистость в среднем составила 6 шт./растение. В таблице 1 приведены основные показатели характеризующие структуру.

В лабораторных условиях проводился анализ начальных ростовых процессов семян многолетней пшеницы урожая 2018 года, динамики формирования корневой системы, листовой поверхности и биомассы, что является объективным показателем роста растений. По морфометрическим параметрам прирост вегетативной массы на 5-й день после всходов составил в среднем 2,35 см, на 10-й день 6,32 см. Длина корешков – 4,62 см, 6,45 см соответственно дням учетов. По физиологическим параметрам биомасса в среднем на одно растение составила: листовой поверхности – 0,03 г., корневой системы – 0,001 г. Лабораторная всхожесть семян – 91%, энергия прорастания – 90,5%. Инфицированность семян наблюдалась от альтернариозной инфекции и достигала в среднем – 18,5% (гриб Alternaria), заражение проростков пшеницы другими заболеваниями не обнаружено (таблица 2).

 

Заключение

В последние годы мы наблюдаем климатические изменения на территории Северного Казахстана, в виде повышения температуры воздуха в холодный период года и увеличения жарких дней в летний период. Меняющиеся погодные условия нашего резко-континентального климата могут оказать негативное влияние на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции, в частности главной зерновой культуры — пшеницы. В целях стабилизации и получении урожая, производству необходимы новые засухоустойчивые сорта, способные противостоять неблагоприятным условиям. Особый интерес вызывает выращивание многолетней пшеницы Kernza, которая снижает зависимость получения урожая в течение 4-х лет от климатических условий и технической оснащенности хозяйств.

 

Список литературы

1. Цицин Н.В. Многолетняя пшеница. – М.: Наука, 1978.-287 с.;
2. https://www.researchgate.net/publication/236784408_Soil_and_Water_Quality_Rapidly_Responds_to_the_Perennial_Grain_Kernza_Wheatgrass;
3. Данные из отчетов сотрудников Костанайского филиала.
4. Методика полевого опыта. Б.А. Доспехов. Москва «Агропромиздат» — 1985 – 351с
5. Немкович А.И. Распространенность и вредоносность спорыньи на посевах озимой ржи // Актуальные проблемы фитовирусологии и защиты растений: материалы научной конференции. – Минск, 1998. – 52-53 с.

 Приложение 1 — фотографии из архива Костанайского филиала

Опубликовано в журнале «Агробизнес.Казахстан», декабрь 2018 года