CC BY
1УДК 633.152.47 DOI 10.24412^-37231-2024-1-216-220
Запрометова Л.В., старший преподаватель larisochk@bk.ru
Бакаева Н.П., доктор биологических наук, профессор bakaevanp@mail .т
ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет» п. г. т. Усть-Кинельский, Российская Федерация
ИНТЕНСИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ С УГЛЕВОДНОЙ НАПРАВЛЕННОСТЬЮ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Анотация. Изучалась эффективность применения органических удобрений при возделывании озимой пшеницы сорта Светоч при различных способах обработок почвы. В период исследований наблюдалось увеличение средних значений индекса эффективности возделывания озимой пшеницы по сумме сахаров на 6,2% при мелкой обработки почвы и 23,4% на варианте без механической обработки почвы, по сравнению со вспашкой. Применение удобрений привело к увеличению индекса эффективности по крахмалу на всех вариантах обработки почвы. Наилучшим образом проявил себя навоз. В среднем применение навоза увеличило индекс эффективности по крахмалу на 11,8%, по сравнению с контролем. По сравнению с биогумусом, применение навоза незначительно увеличило индексы эффективности по углеводам: на 1,5% по крахмалу и на 5,5% по сумме сахаров.
Ключевые слова: озимая пшеница, индекс эффективности, сахара, крахмал.
Одной из ведущих зерновых культур Среднего Поволжья, занимающей достойное место в интенсификации производства зерна, является озимая пшеница [1].
Получение высоких урожаев с хорошим качеством зерна озимой пшеницы требует обеспечения данной культуры питательными веществами на протяжении всего периода вегетации растения. Около 75% внесенных в почву органических удобрений преобразуются биотой в комплекс минеральных веществ и, следовательно, усваиваются растениями озимой пшеницы [2].
Процесс минерализации достаточно длительный, медленный, постепенный и благодаря этому растения получают питательные вещества на протяжении всего периода вегетации. Остальные 25% внесенных удобрений затрачиваются на восстановление плодородия почвы за счет процесса гумификации. Достаточное содержание гумуса в почвах улучшает физические свойства почвы, водно-воздушный баланс, устойчивость к эрозионным процессам, способствует лучшему поглощению катионов тяжелых металлов, токсинов, вырабатываемых био-той почвы, остатков пестицидов за счет увеличения емкости и буферности поч-веннопоглащающего комплекса. По мнению авторов Соколова М.С., Спиридонова Ю.Я., Глинушкина А.П., Тороповой Е.Ю. систематическое внесение органических удобрений является долговременным и фундаментальным фактором стабилизации производства сельскохозяйственной продукции [3]. Таким образом, применения органических удобрений и изучение их влияния на качество зерна озимой пшеницы достаточно актуальная задача.
Одним из наиболее важных биохимических показателей качества зерна озимой пшеницы является содержание в нем углеводов [4]. Углеводы, служащие основным запасным веществом для развивающегося зародыша, являются продуктом фотосинтеза в растениях и составляют основную массу зерна пшеницы (до 80% от сухой массы).
В зерне содержатся различные углеводы: полисахариды, моно- и дисаха-риды, встречается трисахарид - рафиноза [5]. Небольшая часть из них являются редуцирующими, т. е. восстанавливающими, т. е. способными вступать в окислительно-восстановительные реакции с веществами-окислителями. Моносахариды зерна представляют собой в основном пентозы (в оболочках зерна) и гек-созы, в основном глюкоза и фруктоза в небольших количествах (около 0,2%). Дисахариды представлены невосстанавливающей сахарозой, так ее содержание в зародыше зерна пшеницы составляет около 50% от общего количества сахаров. Содержание крахмала в зерне озимой пшеницы составляет от 65 до 75%. Крахмальные зерна находятся в эндосперме зерна, крахмал - это основное резервное вещество зерна [6].
Значительную роль в процессе замеса теста и выпечки хлеба играет крахмал. Содержание крахмала в зерне определяет структуру теста дрожжевого и бездрожжевого, а следовательно влияет на его хлебопекарные свойства. Сахара, являющиеся питательной средой для дрожжей, также поддерживают процессы брожения в тесте [7].
Цель исследований - определить эффективность применения органических удобрений при различных способах обработки почвы при возделывании озимой пшеницы по показателям суммы сахаров и крахмалу.
Изучение эффективности применения органических удобрений при возделывании озимой пшеницы сорта Светоч проводили на опытном поле лаборатории «Агроэкология» ФГБОУ ВО Самарского ГАУ в 2017-2020 годах.
Метеорологические условия (данные метеостанции «Усть-Кинельская») в период проведения исследований были контрастными, но достаточно благоприятными для возделывания озимой пшеницы.
Опытный участок расположен в южной части лесостепи Заволжья, почва -чернозем типичный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый. Учетная площадь делянок 120 м2, повторность трехкратная. Предшественник - чистый пар. Норма высева - 5 млн всхожих семян на 1 га. Схема опыта двухфакторная. Для внесения в почву использовали следующие органические удобрения: навоз, биогумус, эквивалентно выравненные по количеству. Использовали три варианта обработки почвы: 1) без осенней механической обработки; 2) мелкая обработка тяжелой дисковой бороной на 10-12 см; 3) вспашка на 20-22 см, включающая рыхление и перемешивание почвы. Вариант без внесения удобрений при различных способах обработки почвы рассматривали в качестве контрольного [8, 9].
Использовали перепревший навоз, который вносили в почву в количестве 30 т/га. Навоз достаточно доступное, дешевое традиционное органическое удобрение. Внесение уже 10 т/га навоза приблизительно соответствует 1 т гумуса. Согласно Орлову Д.С. [3] систематическое внесение 14-18 т/га навоза обеспечивает бездефицитный баланс почвенного гумуса. В 1 т навоза содержится 1,5-2 кг
аммонийного азота, при общем содержании азота 4-6 кг, а также от 2 до 4 кг фосфора и от 5 до 6 кг калия [3].
Используемый биогумус представляет собой переработанный дождевыми червями навоз. Превращение биогумуса в комплексы минеральных веществ происходит до 65%. Навоз минерализуется в меньшем процентном соотношение (до 40%) [10].
Исследовали зерно озимой мягкой пшеницы сорта Светоч [8].
Определение сахаров проводили колориметрическим методом по А. И. Ермакову, 1987. Содержание крахмала в зерне определяли также колориметрическим методом согласно методике Н.И. Ястрембовича и Ф.Л. Калининой (1962). Полученные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [8] с применением компьютерной программы STAT-1.
Индексы эффективности возделывания озимой пшеницы по сумме сахаров и крахмалу представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Индексы эффективности возделывания озимой пшеницы по сумме сахаров и крахмалу, в среднем за период изучения
Изучаемые факторы Моно-и диса- хариды ,% Редуцирующие са-хара,% Прочие са- хара,% Индекс эффективности по сумме сахаров (1эфф сах.) Крахмал, % Индекс эффективности по крахмалу (1эфф кр.)
Обработка почвы Удобрения
Вспашка на 20-22 см Без удобрений 2,68 0,60 0,28 0,356 62,3 0,623
Навоз, 30 т/га 2,34 0,42 0,31 0,307 70,1 0,701
Биогумус 2,33 0,45 0,33 0,311 68,2 0,682
Среднее по удобрениям 2,45 0,49 0,31 0,325 66,87 0,669
Мелкая обработка на 10-12 см Без удобрений 3,01 0,55 0,28 0,384 61,8 0,618
Навоз, 30 т/га 2,68 0,30 0,27 0,325 68,4 0,684
Биогумус 2,55 0,43 0,28 0,326 67,9 0,679
Среднее по удобрениям 2,75 0,43 0,28 0,345 66,03 0,660
Без механической обработки Без удобрений 3,45 0,60 0,31 0,436 61,5 0,615
Навоз, 30 т/га 2,77 0,75 0,35 0,387 69,5 0,695
Биогумус 2,86 0,61 0,35 0,382 68,9 0,689
Среднее по удобрениям 3,03 0,65 0,34 0,401 66,63 0,666
Коэффициент вариации, 6,2 4,8 1,7 - 15 -
Без удобрений, среднее 3,05 0,58 0,29 0,392 62,0 0,620
Навоз, среднее 2,60 0,49 0,34 0,343 69,3 0,693
Биогумус, среднее 2,58 0,46 0,32 0,336 68,3 0,683
При вспашке вариант без удобрений имеет индекс эффективности возделывания озимой пшеницы по сумме сахаров 0,356, при мелкой обработке почвы на 10-12 см - 0,384, без механической обработки - 0,436. За период изучения видно, что средние значения изучаемого показателя (1эфф сах.) по фактору применяемого удобрения в зависимости от обработки почвы увеличиваются в соответствии - вспашка, мелкая обработка, без осенней обработки почвы: 0,325-0,401. Увеличение составило 6,2% при мелкой обработки почвы и 23,4% на варианте без механической обработки почвы, по сравнению со вспашкой.
Значение индекса эффективности по сумме сахаров при применении органических удобрений в зависимости от способов обработки почвы изменялось неоднородно. Так, применение в качестве удобрения биогумуса при вспашке привело к незначительному увеличению данного параметра на 1,3%, по сравнению с навозом. При мелкой обработке почвы изучаемый показатель (1эфф сах.) оказался практически одинаковым для вариантов вносимых удобрений. Использование в качестве органического удобрения навоза на варианте без механической обработки почвы характеризуется небольшим ростом индекса эффективности возделывания озимой пшеницы по сумме сахаров на 1,3%, по сравнению с биогумусом.
Индекс эффективности по крахмалу (1эфф кр.) на варианте без удобрения составил 0,669 при вспашке, 0,660 при мелкой обработки почвы и 0,666 на варианте без механической обработки почвы. Изученный показатель по средним значениям незначительно уменьшался последовательно по обработкам почвы: вспашка, без механической обработки, мелкая обработка почвы. Изменение составило 1,3% при мелкой обработки почвы и 0,4% в случае варианта без механической обработки почвы, по сравнению со вспашкой на 20-22 см.
Применение удобрений привело к увеличению индекса эффективности по крахмалу на всех вариантах обработки почвы. Наилучшим образом проявил себя навоз, в зависимости от фактора «обработка почвы» увеличение составило 12,5% при вспашке, 10,7% при мелкой обработке почвы и 13% на варианте без механической обработки почвы, по сравнению с контролем. Использование биогумуса в меньшей степени привело к увеличению изучаемого параметра: максимальное изменение наблюдалось на варианте без механической обработки почвы (12,0%), минимальное при вспашке (9,87%). Исходя из средних значений применение навоза увеличило индекс эффективности по крахмалу на 11,8%, по сравнению с контролем.
В среднем по фактору «удобрения» применение навоза, по сравнению с биогумусом, незначительно увеличило индексы эффективности по углеводам: на 1,5% по крахмалу и на 5,5% по сумме сахаров.
Коэффициент вариации всех изучаемых показателей имел величины от 1,7 до 15%, то есть менее 33%, следовательно, изученная совокупность является однородной, и среднее значение выборки характеризует её.
Таким образом, в период исследований наблюдалось увеличение средних значений индекса эффективности возделывания озимой пшеницы по сумме сахаров на 6,2% при мелкой обработки почвы и 23,4% на варианте без механиче-
ской обработки почвы, по сравнению со вспашкой. Применение удобрений привело к увеличению индекса эффективности по крахмалу на всех вариантах обработки почвы. Наилучшим образом проявил себя навоз. В среднем применение навоза увеличило индекс эффективности по крахмалу на 11,8%, по сравнению с контролем. Максимальное изменение наблюдалось на варианте без механической обработки почвы (12,0%), минимальное при вспашке (9,87%). По сравнению с биогумусом, применение навоза незначительно увеличило индексы эффективности по углеводам: на 1,5% по крахмалу и на 5,5% по сумме сахаров.
Список литературы
1. Мадякин Е. В., Горянин О. И. Адаптивность сортов озимой мягкой пшеницы в Поволжье // Аграрный научный журнал. 2022. № 8. С. 16-19.
2. Бакаева Н.П., Салтыкова О.Л. Повышение почвенного плодородия под озимой пшеницей при внесении органических удобрений // Инновационное развитие землеустройства: сб. науч. тр. Кинель : ИБЦ Самарского ГАУ, 2023. С. 121-124.
3. Соколов М.С., Спиридонов Ю.Я., Глинушкин А.П., Торопова Е.Ю. Органическое удобрение - эффективный фактор оздоровления почвы и индуктор её супрессивности // Достижения науки и техники АПК. 2018. №1. С. 4-12.
4. Подшивалова А.К., Гоголь Е.С. Влияние углеводов на биосинтез нуклеиновых кислот и белков в прорастающих семенах пшеницы сорта Бурятская остистая // Вестник КрасГАУ. 2020. № 6 (159). С. 35-41.
5. Шаповалова Н. Н., Воропаева А. А., Менькина Е. А., Галушко Н. А., Ах-медшина Д. А. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при применении удобрений и прямом посеве на черноземе обыкновенном в условиях Ставрополья // Таврический вестник аграрной науки. 2020. № 4(24). С. 183-194.
6. Кондратенко Е.П., Косолапова А.А., Соболева О.М., Егушова Е.А., Сергеева И.А. Изменчивость количества первичных метаболитов в зерне разных по скороспелости сортов яровой мягкой пшеницы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2016. № 10 (144). С. 5-13.
7. Салтыкова О.Л., Бакаева Н.П. Влияние элементов ресурсосберегающих обработок почвы на содержание сахаров и крахмала в зерне озимой пшеницы // В сборнике: Теория и практика современной аграрной науки. Сборник III национальной (всероссийской) научной конференции с международным участием. 2020. С. 265-268.
8. Бакаева Н. П., Запрометова Л. В. Биологизация агротехнологии озимой пшеницы на повышение урожайности и углеводную направленность в условиях Среднего Поволжья // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. №2. С. 11-18.
9. Бакаева Н. П., Запрометова Л. В. Агротехнология возделывания озимой пшеницы при применении новых органических удобрений на высокую продуктивность и белковость // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. №2 С. 30-37.
10. Зудилин С. Н., Чухнина Н. В. Влияние инновационных органических удобрений на урожайность озимой пшеницы в лесостепи Среднего Поволжья // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. №2. С.3-9.
