Как продолжительность светового дня влияет на рост и развитие культур

Соотношение светлого и темного времени суток сильно влияет на рост и развитие сельскохозяйственных культур. Реакция растений на него называется фотопериодизмом. В статье рассказываем об особенностях фотопериодической реакции у разных культур и влиянии длины светового дня на урожайность.

Фотопериодическая реакция растений основана на системе восприятия и передачи светового сигнала. По типу фотопериодической реакции культуры делятся на:

У зерновых культур и сои фотопериодическая чувствительность может различаться не только на видовом, но и на сортовом уровне. Это учитывают селекционеры.

Например, уникальный слабочувствительный к фотопериоду сорт овса из Турции (CAV 2700) стал основой для селекции ряда слабочувствительных сортов в Канаде. Такие сорта не сильно зависят от продолжительности светового дня. Благодаря этому их можно гибко адаптировать к разным климатическим зонам и срокам посева.

Кукуруза — растение короткого дня, хотя у современных сортов разная чувствительность к фотопериоду. Исторически кукуруза происходит из тропических регионов Центральной Америки, где продолжительность дня — около 12 часов и относительно постоянна.

Если сеять кукурузу в условиях длинного дня (свыше 14 часов), задерживается цветение и увеличивается продолжительность вегетативной фазы. Растения из-за этого выше, больше листьев и больше биомасса. При увеличении светового дня с 12 до 16 часов могут увеличиваться высота растений и количество листьев.

Фотопериод влияет на группы спелости кукурузы. У раннеспелых гибридов (ФАО 100-200) реакция на продолжительность дня слабее, их можно сеять в северных регионах с длинным световым днем летом.

Лен — растение длинного дня. Увеличение продолжительности светового периода с 12 до 16-18 часов сокращает вегетацию и способствует более раннему цветению. Длинный день благоприятно влияет на качество льна-долгунца (на волокно) — стебель длиннее. Но при превышении оптимального фотопериода (более 18 часов) может снижаться выход волокна.

У подсолнечника слабая фотопериодическая чувствительность, он относится к растениям короткого дня.

При этом культура может хорошо развиваться при увеличении продолжительности светового дня. Отмечается увеличение урожайности и уменьшение продолжительности фаз развития растений.

Промышленная конопля — растение короткого дня. Формирование соцветий начинается при продолжительности светового дня менее 12-14 часов. Но промышленные сорта конопли для получения волокна специально адаптированы к длинному световому дню — дольше вегетативная фаза, выше стебли с качественным волокном.

В условиях длинного дня (16-18 часов) высота конопли увеличивается на 15-20%, кроме того, увеличивается урожайность.

Фотопериод влияет на биохимический состав конопли. При коротком световом дне (12 часов и менее) выше содержание каннабиноидов. Разница между растениями, выращенными при коротком и длинном дне, может достигать 7-11%. Это свойство используется в производстве технической конопли для медицинских целей.

Яровой рапс — растение длинного дня. Если продолжительность светового периода увеличивается до 16 часов:

В разрезе мировой экономики только по рапсу потери превышают 900 млн долларов за сезон. Причины роста ущерба — интенсификация производства, короткие севообороты, потепление климата и рост популяций вредителей.

Ниже описываем систему защиты из четырех блоков: агротехника, химзащита, устойчивые сорта и правильное хранение.

Севооборот. Возврат культуры на прежнее поле только через 3–5 лет. Для рапса рекомендуют 4–5 лет, для картофеля тоже 4–5 лет.

Работа с растительными остатками. Осенняя вспашка с глубокой заделкой стерни ускоряет разложение и снижает инокулюм. Растительные остатки перед этим измельчают. Нулевая обработка почвы в зонах, где фомоз силен, работает против аграриев — гриб живет на поверхности.

Сроки и нормы сева. Не сеять слишком рано озимый рапс и слишком поздно — яровой. Не загущать: у тонких стеблей поражаемость выше.

Контроль сорняков и вредителей. Крестоцветные сорняки — резервуар инфекции для рапса. Крестоцветные блошки и рапсовый цветоед — переносчики и механические травматизаторы, через их повреждения гриб заходит в растение.

Специальные рекомендации для культур. Для свеклы — применять калийные удобрения, избегать тяжелых кислых почв, не перекармливать азотом. Для рапса – применять бор, который препятствует растрескиванию стебля и проникновению грибов. Для картофеля – скашивать ботву за 2 недели до уборки, убирать аккуратно, без механических травм, а после уборки выдержать лечебный период: 10 дней при +18 °C — за это время затянутся ранки на кожуре, проявятся больные клубни.

Протравливание семян и клубней. Обязательный этап. Классы действующих веществ: фенилпирролы, триазолы. Рабочие препараты: Круйзер Рапс, КС для рапса, Кинг Комби, КС и Эместо Сильвер, КС для картофеля, ТМТД, ВСК для свеклы.

Опрыскивание по вегетации. Главное правило: фунгицид работает только на ранней стадии, при первых пятнах на листьях. Если гриб уже зашел в стебель — обработка бесполезна. Основные классы: триазолы, стробилурины, бензимидазолы.

Рабочие препараты по культурам:

Важный нюанс по рапсу. У фомоза рапса два возбудителя: Leptosphaeria maculans и L. biglobosa. Второй требует более высоких доз триазолов.

По данным Е. А. Волуевич, моногенная устойчивость рапса, которая держится на одном R-гене (Rlm1–Rlm11, LepR1–LepR3), ломается патогеном за 3 года. Пример: австралийский сорт Surpass 400 с генами LepR потерял устойчивость через 3 года после выхода. Во Франции ген Rlm7 сдался за тот же срок — 36% изолятов стали вирулентными.

Полигенная устойчивость, которая распределена по многим генам, дольше и стабильнее.

Что делать хозяйству:

Для свеклы и картофеля правильное хранение — часть защиты от фомоза. Сортировка перед закладкой обязательна: больной корнеплод или клубень заражает соседей. Для картофеля — температура +1-3 °C, влажность 85-90%. Весной перед посадкой — повторная сортировка.

Мониторинг состояния посевов с помощью ExactFarming помогает вовремя выявить и локализовать очаги болезни. Обработки проводятся более точечно, снижаются потери, оптимизируются затраты.

Системы спутникового отслеживания и анализа состояния зеленой массы растений позволяют увидеть даже небольшие изменения, которые сложно заметить с земли. Агрономы знают, на каких участках поля нужно провести осмотры и установить причины. Прогнозы и погодные данные помогают строить график агротехнических мероприятий так, чтобы не тратить ресурсы зря. С мобильным приложением в поле можно оперативно фиксировать и сохранять в единой системе признаки заболеваний.

В результате хозяйство не несет убытков из-за незамеченных вовремя проблем и неправильно проведенных обработок.

Возбудитель фомоза у каждой культуры свой, но сценарий общий: гриб приходит из семян и растительных остатков, атакует в критические фазы, забирает от четверти до половины урожая.

Масштаб вреда: 25% потерь на подсолнечнике, более 50% на рапсе, до полной потери партии на картофеле, кагатная гниль на свекле.

Защита работает только в комплексе: севооборот 3–5 лет, чистые семена, протравливание, фунгициды по первым пятнам, устойчивые сорта с ротацией, контроль вредителей, грамотное хранение. Один фунгицид фомоз не остановит — останавливает система.