В ботанической литературе нередко приводятся оценки видов и сортов по их теплолюбию и указывается, что одни из них более теплолюбивы, чем другие.
Естественно, что объективная оценка сравнительного теплолюбия сельскохозяйственных культур не может не иметь большого значения при выборе географических районов, наиболее пригодных для возделывания определенного вида растений. А между тем, даже для такой древней и важнейшей продовольственной культуры, как пшеница, нет оценки сравнительной теплолюбивости ее многочисленных разновидностей и сортов.
«Пшеница, — писал Н. И. Вавилов, — в основном, как и в прошлом, так и в настоящем связана с умеренными зонами или с горными субтропическими и тропическими районами, характеризующимися умеренным климатом».
В результате наших исследований, проведенных в постоянных искусственных условиях, о которых уже рассказано ранее, было установлено, что так называемые озимые сорта вопреки обычным представлениям от температуры ниже 10 °С страдают больше, чем яровые (ранние).
Для того чтобы окончательно убедиться в различном теплолюбии озимых и яровых растений, был дважды проведен эксперимент, в котором в специальных камерах, работающих в режиме пониженных температур, выращивали по 10—15 типичных озимых и яровых сортов пшеницы различного географического происхождения (южной и северной селекции). В число озимых были включены сорта, имеющие, по данным В. И. Разумова (1961), различную продолжительность яровизации. При постоянстве всех условий, начиная с незначительного по интенсивности непрерывного освещения, растения в течение 180 сут выращивали при двух постоянных температурах: в одной камере было 2 °С, а в другой — 5 °С.
Пшеница росла в больших глиняных сосудах на смеси керамзита с торфом, по мере необходимости ее поливали двойным раствором Кнопа и водой. Для каждого сорта в каждом варианте было по 10 сосудов с четырьмя растениями.
Значительная длительность опытов (180 сут) определялась медленным ростом пшеницы, особенно при 2°С.
Результаты этих опытов четки и убедительны. Состояние всех растений пшеницы, независимо от сорта, было резко различное при режимах с 2° и 5 °С. При 2 °С пшеница росла крайне медленно и сорта не отличались друг от друга, тогда как при 5°С растения яровых сортов не только росли, сильно опережая озимые, но и дошли до колошения.
Показаны растения ярового сорта шведской селекции Свена в возрасте 113 дней. В это время сырая масса растений, живших при 2°С, была в 60 раз меньше, чем у растений, находившихся в камере с 5 °С.
Аналогичное явление наблюдалось и для всех других яровых сортов. Растения этих сортов росли значительно лучше при 5°, чем при 2°С, несмотря на то что температура этих режимов отличалась только на 3 °С.
В отличие от яровых, все озимые сорта плохо росли не только при 2°, но и при 5 °С. Масса растений в указанных режимах различалась максимум в 2,6 раза, естественно, она была большей при температуре 5°С.
Показаны растения озимого сорта Яранка в возрасте 113 дней. Та же картина наблюдалась и для всех других озимых сортов. Отсюда следует, что озимые сорта не имеют таких значительных различий в росте при 5° и 2°С, которые наблюдаются у яровых сортов. Следовательно, температура 5°С, достаточно благоприятная для яровых сортов, является недостаточной для озимых, для роста которых она явно низка. Это еще один яркий пример различного теплолюбия озимых и яровых культур.
Масса растений озимых сортов в 113-дневном возрасте, выращенных при постоянной температуре 5°С, была меньше, чем масса яровых, в 3,5—12 раз в зависимости от сорта.
Через 180 сут после начала опыта значительную часть растений всех сортов убрали и при этом определили их сырую массу.
При постоянной температуре 5 °С масса у яровых сортов колебалась от 29 (Свена и Ленинградка) до 50 г (Аврора яровая), а у озимых — от 12 (Яранка) до 18 г (Аврора озимая). Средняя масса яровых сортов (35 г) отличалась от средней массы озимых сортов (14 г) в 2,5 раза. Из всех испытанных сортов наиболее приспособленной к температуре 5°С оказалась Аврора, как яровая, так и озимая, что может представлять значительный интерес для селекционной работы.
Когда во время выращивания постоянно поддерживали температуру 2 °С, средняя масса всех сортов — и яровых и озимых — была одинаковой — 0,5 г, а сортовые различия колебались от 0,3 до 0,7 г.
Растительная масса всех сортов пшеницы при 2°С была во много раз меньше, чем при 5 °С: у яровых сортов в 70, а у озимых в 30 раз. Меньший разрыв в массе при разной температуре у озимых сортов, чем у яровых, определяется тем, что озимые сорта и при 5°С росли значительно хуже яровых. Удивительно, что это важное явление не используется в работах с пшеницей, хотя рост озимых сортов в условиях пониженной температуры задерживается значительно больше, чем рост яровых, что можно наблюдать и в естественных условиях.
У растений пшеницы, находившихся все время при 5°С, проходило, хотя и медленно, репродуктивное развитие, чего не было при 2 °С.
Выход в трубку у яровых сортов проходил через 67—97 сут от всходов, или в среднем для испытанных сортов через 82 дня. А у озимых сортов трубкование началось через 148 дней, т. е. с опозданием на 66 дней. Этот срок опоздания близок по длительности к ювенильному периоду большинства поздних (озимых) сортов пшеницы. Вероятно, он и служит основной причиной отставания их трубкования от наступления данной фазы у яровых сортов, которые являются более ранними потому, что обладают коротким ювенильным периодом.
Поэтому если срок до трубкования у поздних сортов сократить на 60—70 сут (ювенильный период), то время от его окончания и до выхода в трубку будет примерно, таким же, как у яровых культур, т. е. после прохождения ювенильного периода число дней до выхода в трубку у ранних и поздних сортов оказывается весьма близким и почти одинаково зависящим от температурного режима 5 °С.
Очевидно, более высокое теплолюбие поздних (озимых) сортов, чем ранних яровых, связано главным образом с ростовыми процессами, которые у первых идут значительно активнее при большей температуре, чем у вторых. Что касается периода от кущения до трубкования, то после завершения ювенильного периода он протекает при 5 °С почти с одинаковой активностью как у озимых, так и у яровых форм. Ну а ювенильный период способен проходить, как это было показано нами, практически в весьма широком диапазоне температур. Самое раннее трубкование через 67 сут началось у сорта Сурхак, а самое позднее — у индийского сорта Калиан Сона, очевидно, благодаря большему его теплолюбию, чем у других сортов, что задерживало ростовые процессы, а следовательно, и репродуктивное формирование конуса нарастания, хотя все физиологические процессы, необходимые для их осуществления, и были пройдены.
Что касается колошения, то оно в этих наших опытах наблюдалось при 5°С только у трех ранних сортов: Свена, Сурхак и Аврора яровая.
В заключение мы можем отметить, что результаты изложенных исследований полностью ответили на поставленные вопросы.
Во-первых, они доказали, что поздние (озимые) сорта более теплолюбивы, чем ранние (яровые), которые мирятся с более низкими положительными температурами и в основном именно из-за этого непригодны для посева в обычные для озимых сроки.
Во-вторых, результаты опытов неопровержимо доказали, что различие в теплолюбии поздних и ранних сортов связано с ростовыми процессами, нормальная активность которых у поздних сортов осуществляется при более высокой температуре, чем у ранних.
Это не может не иметь большого значения для получения конечной зерновой продукции как первых, так и вторых сортов в географических районах с различным климатом.
В-третьих, полученные результаты позволяют наметить пути дальнейших исследований температурных закономерностей роста, развития и продуктивности не только пшеницы и других зерновых культур, но и многих других возделываемых видов растений.
Но главным результатом данной работы является экспериментальное доказательство различного теплолюбия сортов пшеницы, причем оказалось, что оно, вопреки обычным представлениям, выше у озимых и ниже у яровых сортов. Эти вновь полученные объективные представления о сравнительном теплолюбии озимых и яровых сортов не могут не повлиять в ближайшем будущем как на методы селекционной работы, так и на перспективы выращивания зерновых культур, направленные на резкое увеличение надежности получения высоких и высококачественных урожаев зерна.
Но для этого необходимо прежде всего расширить и углубить исследования световых, актиноритмических и температурных закономерностей онтогенеза и продуктивности не только пшеницы, но и других зерновых культур в камерах искусственного климата (фитотронах).