Зимовка посевов

Погода предзимья и озимые

Гибель озимых в Поволжье может быть в начале зимы (в предзимье), если сильные морозы начинаются до установления снегового покрова достаточной высоты, в холодные малоснежные зимы и ранней весной, если после схода снега вновь наступают морозы. Большую опасность представляет также образование сплошной притертой ледяной корки.

Для характеристики климатических условий перезимовки посевов в Поволжье период зимнего покоя растений разбит на три части:

предзимье - от прекращения осенней вегетации озимых до установления снегового покрова больше 20 см; в зимы бесснежные и малоснежные конец предзимья относился к 1 января;

зима - от установления снегового покрова высотой больше 20 см до начала его весеннего таяния; в малоснежные зимы конец ее относился к 1 марта;

ранняя весна - от начала весеннего таяния снега до начала весенней вегетации озимых.

Осенью, после окончания вегетации, растения еще имеют высокую зимостойкость и сравнительно легко переносят сильные морозы даже при тонком снеговом покрове. Только недостаточно подготовленные к зиме растения озимой пшеницы могут получить повреждения при температуре ниже -20° и высоте снегового покрова менее 10 см или же при температуре ниже -30° и высоте снега менее 20 см. Годы с такими условиями отнесены к группе лет с суровой погодой предзимья. Озимая рожь в предзимье может получить повреждения только при температуре ниже - 30° и высоте снега менее 10 см. Годы с такой погодой относились к группе лет с очень суровым предзимьем. Если же в начале зимы при высоте снега до 10 см температура воздуха не опускалась ниже -20° и при высоте снега 11-20 см температура воздуха не опускалась ниже -30°, то такие годы относились к группе лет с мягким предзимьем.

Повторяемость лет с различными условиями погоды в период предзимья по районам Поволжья приведена в табл. 72.

Низкая температура воздуха в предзимье при малой высоте снегового покрова наиболее существенные повреждения наносит недостаточно подготовленным к перезимовке озимым посевам. В качестве примера можно привести наиболее типичный случай - перезимовку озимых в 1935/36 г.

Осенью 1935 г. озимая пшеница, посеянная по черному пару, развивалась очень хорошо. Этому способствовали осадки, выпавшие в третьей декаде сентября и в третьей декаде октября, а также большая перегретость осеннего сезона (сумма тепла от посева до прекращения вегетации составила 718° при общей продолжительности этого периода 56 дней; в среднем же, по многолетним наблюдениям, период осенней вегетации составляет здесь 51 день с суммой температур 479°). Повышенная температура и удовлетворительное увлажнение черных паров содействовали хорошему кущению и росту растений. По определению 9 ноября (через 10 дней после прекращения вегетации) средняя кустистость озимой пшеницы составляла 5,8, а высота растений - 23 см.

Всходы озимой пшеницы по занятым парам задерживались из-за недостатка влаги в почве. Осадки третьей декады августа быстро испарились. Это было основной причиной слабого развития растений. Средняя кустистость озимой пшеницы равнялась 2,0 и высота растений - 12 см.

Вследствие резкого перелома погоды от тепла к холоду растения вступили в зиму слабоморозостойкими, и уже с начала зимы можно было ожидать значительных повреждений их при неблагоприятной погоде.

Наибольшую опасность для таких озимых представляли низкие температуры. Вторая половина зимы из-за большой снежности опасности не представляла. Исключительно мягким был и период весеннего отрастания после схода снега. Повреждения озимой пшенице могли быть нанесены только в первую половину зимы, которая отличалась малоснежьем и низкими температурами. Устойчивый снеговой покров, хотя и незначительной мощности, установился рано - 17 ноября. Но декабрьские оттепели и дождь в начале декабря создали сплошную притертую ледяную корку на посевах. Температура воздуха при наличии ледяной корки на поверхности озимых опускалась ниже -20°. Она оказалась критической для недостаточно подготовленных растений. Именно декабрьские холода и ледяная корка явились причиной повреждения посевов. После ноябрьской метели, декабрьской оттепели и снежных заносов второй половины зимы у деревянных щитов, поставленных на посевах, образовались три резко различные зоны: первая - раннего накопления снега, где растения с самого начала зимы оказались под надежной защитой снегового покрова достаточной мощности с ледяной коркой на поверхности снега; вторая - полуоголенная в декабре и с мощным снеговым покровом во второй половине зимы; третья - малоснежная в течение всей зимы вследствие выдувания снега.

Определение гибели озимой пшеницы, проведенное в начале весенней вегетации растений - 8-10 мая, показало, что в местах раннего накопления снега после первых же снегопадов сохранилось 71,5% всех растений и на этих участках получен урожай по 15,2 ц с 1 га. На тех участках, где в течение декабря посевы находились под незначительным слоем снега и достаточный снеговой покров накопился только во второй половине зимы, после перезимовки сохранилось 14,5% растений и урожай получен по 1,7 ц. И, наконец, в местах, где в течение всей зимы посевы находились под незначительным слоем снега, сохранилось 44,5% растений, а урожай получен по 3,9 ц с 1 га.

Зимняя гибель посевов

На условия зимовки большое влияние оказывает высота снегового покрова. По характеру снежности зимы разбиты также на три группы:

бесснежные - максимальная высота снегового покрова не превышает 16 см; в такие зимы снеговой покров не обеспечивает защиту посевов от морозов и возможности снегозадержания очень ограничены;

малоснежные - максимальная высота снегового покрова 16-25 см, что не всегда обеспечивает защиту озимых, но позволяет накапливать снег на части полей;

снежные - максимальная высота снегового покрова больше 25 см, что обеспечивает достаточную защиту посевов от сильных морозов даже без снегозадержания.

В бесснежные и малоснежные зимы имеется реальная опасность образования на посевах ледяной корки.

В табл. 73 приведена повторяемость различных типов зимы по районам Поволжья. Количество снежных зим резко сокращается от лесостепных районов к степным и сухостепным. В связи с этим в том же направлении возрастает значение снегозадержания на посевах озимых как средства защиты их от зимних морозов.

Для характеристики условий зимования часто используют абсолютный минимум температуры за зимний период, средние из абсолютных минимумов, средние минимальные температуры или же средние месячные температуры за зимние месяцы. В климатологических работах, характеризующих суровость зим, чаще всего используется средний из абсолютных минимумов. Получается он суммированием абсолютных минимумов температуры воздуха за каждый год и делением полученного результата на число лет наблюдений. Этот показатель хорошо увязывается с результатами перезимовки.

Исход перезимовки озимых культур в конечном итоге определяется не столько температурой воздуха, сколько температурным режимом почвы на глубине залегания узла кущения (примерно 3 см от поверхности почвы). Снеговой покров защищает почву и находящиеся под снегом растения от сильного охлаждения и резких колебаний температуры. Связано это с низкой теплопроводностью снега, которая примерно в 10 раз меньше теплопроводности минеральной части почвы.

По расчетам В. А. Моисейчик применительно к условиям Поволжья, разница между минимальной температурой почвы на глубине залегания узла кущения и температурой воздуха определяется следующими величинами:

В начале зимы, когда почва еще слабо промерзла, при сильных похолоданиях указанная разница может быть значительно больше. С увеличением плотности и высоты снега постепенно уменьшается его теплоизолирующее значение. Поэтому, как правило, для защиты зимующих растений от сильных морозов не требуется слишком большая высота снегового покрова. Однако следует иметь в виду, что снег обычно ложится неравномерно, особенно в начале зимы. Если по маршрутным снегосъемкам получена средняя высота снегового покрова 10 см, то более 20% площади поля имеют снеговой покров высотой менее 5 см. И только при средней высоте 30 см вся площадь имеет снеговой покров высотой не менее 10 см.

Для благополучной перезимовки растений необходимо определенное соотношение температуры воздуха и высоты снегового покрова. Соотношение этих двух факторов создает определенный температурный режим в почве, от которого зависит исход перезимовки. Н. Н. Яковлев на основе анализа 1500 годоопытов разработал график, по которому можно примерно установить, какая необходима высота снегового покрова, чтобы при нормальной агротехнике была обеспечена сохранность растений озимой пшеницы районированных сортов при различных температурных условиях (рис. 6).

Если установились сильные морозы, а посевы озимой пшеницы не укрыты достаточным слоем снега и такое состояние продолжается более трех декад подряд, то озимая пшеница значительно повреждается и если не сразу, то постепенно погибает.

Характеристику условий зимовки за длительный срок можно дать и на основе косвенных показателей. Известно, что озимая рожь, как более устойчивая культура, мало снижает урожаи после неблагоприятной перезимовки, и ее преимущество перед озимой пшеницей в такие годы достигает значительных размеров. Это дает основание в ряде случаев использовать соотношение урожаев ржи и пшеницы, полученных в сравниваемых условиях, в качестве показателя перезимовки. Большие расхождения в урожаях ржи и пшеницы свидетельствуют о неблагоприятных условиях для зимующих растений пшеницы.

При таком подходе можно дать оценку условий перезимовки растений за более длительный срок. На полях элитно-семенного хозяйства института в районе Саратова на южных черноземах за 46 лет (1925-1970) при посеве озимой пшеницы по чистым парам полная или почти полная гибель ее во время перезимовки отмечалась 5 раз (1929, 1943, 1953, 1955, 1969); значительные повреждения озимой пшеницы, когда урожай ее составлял не более 75% по отношению к урожаю озимой ржи, наблюдались 10 раз (1926, 1932, 1933, 1938, 1939, 1946, 1947, 1954, 1956, 1967). Таким образом, в среднем один раз в десять лет в степных районах отмечалась гибель посевов озимой пшеницы и один раз в в пять лет - значительное ее изреживание.

На Турковском государственном сортоиспытательном участке в зоне мощных черноземов за 23 года полная или почти полная гибель озимой пшеницы была отмечена дважды (1943, 1955) и 6 лет были со значительными повреждениями посевов (1942, 1946, 1948, 1959, 1961, 1963).

Какая нужна высота снегового покрова для защиты озимых

Вопрос о необходимой высоте снегового покрова приходится рассматривать с двух сторон. Во-первых, следует установить минимальный слой снега, при котором температура почвы на глубине узла кущения озимых не опускается ниже предельного уровня при наиболее сильных морозах, свойственных данному району, и, во-вторых, допустимую высоту снега, при которой не создается опасности выпревания растений под слишком обильным слоем снега. Защитное действие его зависит от мощности и плотности снегового покрова.

На опытном поле НИИСХ Юго-Востока нами в течение многих лет велись наблюдения за температурой почвы на глубине узла кущения озимых. По наблюдениям, при высоте снега, накопленного в начале зимы, не менее 20 см температура почвы не опускалась ниже -8°, хотя на поверхности снега отмечалась температура ниже -35°. На участках же с ранним снегозадержанием температура почвы на глубине узла кущения держалась в течение зимы на уровне -4, -5°. Температура -8° не представляет опасности для находящихся под снегом растений, а уровень температуры от -4 до -8° является для них наиболее желательным.

При снеговом покрове 35-40 см даже в исключительно суровую зиму с устойчивыми морозами температура почвы под снегом не опускалась ниже -4°. Таким образом, в Поволжье высота снега 20-25 см достаточна для защиты посевов от вымерзания.

Вторая сторона вопроса - это предельно допустимая высота снегового покрова на посевах.

Чрезмерная толщина снега может повести к повреждениям озимых культур от грибных заболеваний или от выпревания. Известно, что в нечерноземной полосе Союза даже в обычных условиях, без снегозадержания, когда снег рано ложится мощным слоем на еще не остывшую землю, озимые страдают от выпревания. Случаи выпревания озимых в Поволжье известны только в северо-западных лесостепных районах, и то как редкое явление. В Заволжье случаев выпревания не отмечалось ни разу. В связи со свойственной Поволжью засушливостью осеннего сезона озимые растения во время осенней вегетации, как правило, не получают чрезмерного развития, способствующего распространению грибных заболеваний и выпреванию. Сухость почвы к концу осенней вегетации создает условия для нормального прохождения второй фазы закаливания - обезвоживания, и тем самым повышается зимостойкость растений. Наконец, в суровые зимы почва охлаждается достаточно эффективно и под снеговым покровом, поэтому опасения чрезмерного накопления снега на посевах, за исключением редких лет, не имеют основания.

На части опытных полей НИИСХ Юго-Востока из года в год с помощью железнодорожных щитов накапливались огромные массы снега. Даже в малоснежные зимы вал около щита достигал высоты 150 см, а в снежные - до 5 м, причем снег накапливается обычно в начале зимы, при первых метелях.

Посевы озимой пшеницы, находившиеся под снежным валом, в среднем за 8 лет наблюдений дали урожай выше, чем участок без снегозадержания, и несколько ниже, чем участок с умеренным снегозадержанием. Получилось это, видимо, потому, что почва под снежным валом, вследствие чрезмерного увлажнения в течение большого числа лет, была сильно выщелочена. Такая же закономерность прослеживалась и на урожаях озимой ржи (табл. 74).

В таблице взята заведомо чрезмерная высота снежного покрова у железнодорожных щитов. Практически же собрать на полях снег такой высоты нельзя никакими средствами даже в самые снежные зимы. Если уж. такое накопление снега на посевах не представляет большого вреда, то нет никакого основания опасаться его на озимых при обычных способах задержания. Применяемые способы даже в снежные зимы позволяют на более или менее значительных массивах накопить слой снега не более 60-70 см, что вполне достаточно для защиты посевов от вымерзания и увлажнения почвы на всю глубину корнеобитаемого слоя при любом осеннем увлажнении. Таким образом, в Поволжье приходится больше опасаться не того, что снега будет накоплено слишком много, а того, что к нужному моменту на озимых еще не будет накоплен достаточный слой снега, гарантирующий сохранение растений от сильных морозов. Случаи острого малоснежья, к сожалению, нередки в Поволжье, и это является одной из причин, пока еще неполностью преодолимых в восточных районах зоны.

Весенние повреждения посевов

Озимые растения, особенно пшеница, весенние морозы переносят хуже, чем осенние. Сравнительно умеренные морозы весной при отсутствии снегового покрова могут принести вреда больше, чем сильные морозы поздней осени. Поэтому слишком ранний сход снега может привести к значительным выпадам озимых. В одном из опытов НИИСХ Юго-Востока на участках, где снег сошел в начале марта, после чего минимальная температура воздуха опускалась до -13,3°, погибло 38% растений озимой пшеницы, а на участке, где снег сошел в начале апреля, после чего минимальная температура опускалась только до -3,7°, погибло лишь 16% растений.

Озимые, находившиеся зимой под высоким слоем снега, весной позднее освобождаются от снегового покрова и благодаря этому меньше страдают от ранневесенних заморозков.

Погода ранней весны, после того как средняя высота снегового покрова опустится ниже 10 см (при этом посевы местами обычно обнажены от снега), до начала весенней вегетации озимых по температурному режиму расчленена на три группы: мягкая - минимальная температура воздуха не опускается ниже -10°, при таком температурном режиме исключается возможность весеннего повреждения озимых;

холодная - минимальная температура воздуха опускается от -10 до -20°, в таких случаях имеется опасность повреждения морозами озимой пшеницы;

очень холодная - после уменьшения высоты снегового покрова ниже 10 см минимальная температура воздуха опускается ниже -20°, в результате создается опасность повреждения ранневесенними морозами не только озимой пшеницы, но и частично озимой ржи.

Особенно большую опасность ранневесенние заморозки представляют в тех случаях, когда под влиянием предшествующей теплой погоды озимые начали вегетировать.

Из трех выделенных периодов зимнего покоя озимых (предзимье, зима и ранняя весна) наиболее резко дифференцирована по районам Поволжья снежность зим, которая может служить одним из важных показателей условий перезимовки.

Нередко весеннее отмирание растений озимой пшеницы является следствием повреждения их под влиянием низких температур в предзимье или зимой. Такие растения только в большей или меньшей мере были повреждены, но окончательно не погибли. Дальнейшая их судьба во многом зависит от характера погоды ранней весны. При умеренно теплой и влажной погоде растения постепенно поправляются, образуют новые стебли и корни и дают вполне удовлетворительный урожай. Если сразу же после схода снега и начала вегетации устанавливается сухая и жаркая погода, то растения вначале хорошо зеленеют, а затем постепенно начинают желтеть и засыхать, не доходя до фазы колошения: сказываются зимние повреждения.

Интересно отметить, что результаты зимнего отращивания поврежденных посевов в такие годы не отмечают наличия погибших растений. До начала весенней вегетации взятые пробы обычно показывают их полную сохранность. Связано это с тем, что пробы озимых, взятые на отращивание, находятся в благоприятных условиях температуры и влажности почвы, при которых растения поправляются и восстанавливают жизнеспособность.

Трудно также установить размеры повреждения по внешнему виду посевов после схода снегового покрова. Отмирание поврежденных растений становится заметным только через несколько дней после начала их весенней вегетации.