CC BY
17
ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЙ
УДК 633.11«321»:631.17 DOI 10.24411/0235-2516-2019-10042
ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ОТ ТЕХНОЛОГИИ ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
Н.В. Войтович, д.с.-х.н., В.М. Никифоров, к.с.-х.н.
Федеральный исследовательский центр «Немчиновка», e-mail: vvoytovich@bk.ru
Представленные результаты исследований проведены в условиях Центрального Нечерноземья России на дерново-подзолистой окультуренной почве. Показана зависимость продуктивности сортов яровой пшеницы от величины фотосинтетического потенциала (ФП), которая регулируется технологическими элементами при возделывании. Установлен дифференцированный уровень фотосинтетического потенциала в млн. м2 дней для различных сортов яровой пшеницы по базовой, интенсивной и высокоинтенсивной технологиям. Слагающей величиной формирования урожая яровой пшеницы является чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ). По ЧПФ устанавливается оптимальный для зоны ход фотосинтетической деятельности посевов, что позволяет определить необходимые условия произрастания растений в конкретный период. Осуществлять эффективно технологические мероприятия. Также установлено, что величина ФП зависит от степени увлажнения произрастания растений. При сильно увлажненных условиях ФП - максимальная величина урожая составляла от 0,84 до 1,03 кг зерна в сутки с одной тысячи м2 фотосинтезирующей поверхности. При засушливых условиях 1,56-2,05 кг зерна/тыс. м2 в сутки. Максимальных значений данный показатель достигал при слабо засушливых условиях, и в зависимости от сорта составлял от 2,32 до 2,49 кг зерна тыс. м2 в сутки.
Ключевые слова, сорт, технология, яровая пшеница, фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосинтеза, норма высева, биологическая урожайность.
CHANGE OF PHYSIOLOGICAL PARAMETERS OF SPRING WHEAT VARIETIES FROM TECHNOLOGY OF THEIR CULTIVATION
Dr.Sci. N.V. Voytovich, Ph.D. V.M. Nikiforov
FSC «Nemchinovka», e-mail: vvoytovich@bk.ru
The presented research results were conducted in the conditions of the Central Non-Chernozem regions of Russia on soddy-podzolic cultivated soil. The dependence of the productivity of spring wheat varieties on the value of the photosynthetic potential (PhP), which is regulated by technological elements during cultivation, is shown. As a result of the research, a differentiated level of photosynthetic potential was established in million m2 of days for different varieties of spring wheat using basic, intensive and high-intensity technologies. The composing value of the formation of the harvest of spring wheat is the net productivity of photosynthesis (NPPh). The NPPh establishes the optimal course of the photosynthetic activity of crops for the zone, which makes it possible to determine the necessary conditions for the growth of plants in a specific period. To carry out technological measures effectively. It is established that the magnitude of the PhP depends on the degree of wetting of the growth of plants. Under highly hydrated conditions of PhP, the maximum yield was from 0.84 to 1.03 kg of grain per day from one thousand m2 of the photosynthesizing surface. Under dry conditions 1.56-2.05 kg of grain/thous. m2 per day. This indicator reached its maximum under mildly arid conditions, and, depending on the variety, ranged from 2.32 to 2.49 kg of grain thousand square meters per day.
Keywords. variety, technology, spring wheat, photosynthetic potential, net photosynthesis productivity, seeding rate, biological yield.
Одно из центральных мест в технологии возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе и яровой пшеницы принадлежит сорту. Его роль в прибавке урожайности может достигать 40% [1]. Однако каждый сорт имеет свои характерные особенно-
сти и предъявляет определенные требования к условиям произрастания [2]. Поэтому для эффективного возделывания новых сортов в производстве необходимо разработать соответствующую сортовую агротехнику для конкретных почвенно-климатических
условий. Это позволит, используя методы диагностики, оптимизировать уровень минерального питания, густоту продуктивного стеблестоя растений, полевую всхожесть семя, выживаемость растений, исключит полегание, тем самым обеспечит формирование наибольшей массы растений, повысит КПД физиологически активной радиации до 20% и более.
Цель исследований - установить зависимость продуктивности сортов яровой пшеницы от величины фотосинтетического потенциала (ФП), которая регулируется технологиями возделывания.
Различные сорта по-разному развиваются в зависимости от интенсификации технологического процесса. Это хорошо заметно по морфологическим показателям в процессе формирования урожая (табл. 1).
Многолетние результаты полевых опытов (табл. 2) показали, что полевая всхожесть яровой пшеницы в среднем составляла 68,7-71,6%, количество всходов при норме высева 4 млн. семян/га составляло 269-291 шт/м2, при норме высева 5 и 6 млн. семян колебалось соответственно от 334 до 353 и от 413 до 432 шт/м2 в зависимости от сорта и технологии возделывания.
К моменту уборки количество растений яровой пшеницы сократилось на 1,7-5,0%, при этом выживаемость составила 95,0-98,3%. Следует отметить, что используемые технологии возделывания были эффективны, поскольку при повышении уровня их интенсивности возрастал потенциал выживших растений. Так, если при базовой технологии он составлял 95,0-96,6% (в зависимости от сорта), то при интенсивной и высокоинтенсивной этот показатель был на уровне 96,6-98,1% и 97,1-98,3%, соответственно. Кроме того, применение на них регуляторов роста Це-Це-Це 460 в фазе выхода в трубку сокращало высоту растений на 6-13 см, что предотвращало их полегание (балл полегания составил в среднем 8-9, тогда как на базовой технологии он был равен 6-8). Особенно это было заметно в условиях влажных вегетационных периодов, когда полегание посевов на базовой технологии достигало 3-6 баллов, в сравнении с 7-8 баллами на интенсивной и высокоинтенсивной технологиях. Общая масса сырых растений на базовой технологии была ниже, чем на интенсивных.
1. Морфологическое развитие растений яровой пшеницы
Сорт Технология Полевая всхожесть, % Выживаемость растений, % Высота растений, см Бал полегаемости Масса растений, ц/га
сырых сухих
Эстер Базовая 69,0 96,6 76 7 348,1 75,8
Интенсивная 68,7 97,3 65 9 373,9 86,9
Высокоинтенсивная 70,6 97,5 63 8 517,1 111,3
МИС Базовая 69,6 95,1 72 6 345,3 80,2
Интенсивная 68,8 98,1 60 8 409,3 98,2
Высокоинтенсивная 70,3 98,3 56 8 526,9 112,8
Амир Базовая 70,7 95,0 70 8 375,6 87,0
Интенсивная 70,5 96,6 64 9 429,2 102,1
Высокоинтенсивная 71,6 97,1 64 9 550,7 132,6
Сорт Фактор А Технология Фактор В Система обработки почвы Система удобрений по технологиям: основное + подкормка Норма высева, млн. всх. зерен/га Фактор С Система защиты
про-травли-вание семян защита вегетирующих растений по технологиям
Эстер МИС Амир Базовая Комбинированная разноглубинная: - разделка гребней после уборки картофеля; - вспашка на глубину 20-22 см; - весеннее закрытие почвенной влаги; - культивация на глубину 6-8 см; - обработка комбинированным агрегатом РВК-3,6 N3(^4(^90 + N30 4, 5, 6 Дивиденд, КС (2 л/т) или Максим, КС (1,5 л/т) Линтур, ВДГ (135 г/га) + БИ 58 Новый или Данадим, КЭ (0,8 л/га) + Альто-супер, КЭ (0,5 л/га)
Эстер МИС Амир Интенсивная N60^60^20 + N30 1-ая обработка: Линтур, ВДГ (150 г/га) + БИ-58 Новый или Данадим, КЭ (0,8 л/га) + Альто-супер, КЭ (0,5 л/га) 2-ая обработка (по прогнозу): Це Це Це 460, ВК (1,5 л/га) + Каратэ, КЭ (0,2 л/га) + Альто-супер, КЭ (0,5 л/га)
Эстер МИС Амир Высокоинтенсивная 1-ая обработка: Линтур, ВДГ (150 г/га) + БИ-58 Новый или Данадим, КЭ (0,8 л/га) + Альто-супер, КЭ (0,5 л/га) 2-ая обработка: Це-Це-Це 460, ВК (1,5 л/га) + Каратэ, КЭ (0,2 л/га) + Альто-супер, КЭ (0,5 л/га) 3-я обработка: Тимус, КЭ (0,5 л/га) + Винтекс (0,06 л/га)
2. Схема опыта по изучению основных факторов возделывания сортов яровой пшеницы
3. Фотосинтетическая деятельность посевов яровой пшеницы по годам
Показатель Год исследований и Сорт
соответствующий ему ГТК Эстер МИС Амир
Фотосинтетический потенциал 2006 год (ГТК = 1,2) 2,02 1,89 1,92
млн. м2/га дн. 2007 год (ГТК = 0,8) 1,42 1,56 1,47
2008 год (ГТК = 2,1) 6,70 5,66 5,60
Среднее значение 3,38 3,04 3,00
Чистая продуктивность фотосинте- 2006 год (ГТК = 1,2) 2,32 2,49 2,39
за, кг зерна/тыс. м2 в сутки 2007 год (ГТК = 0,8) 1,56 1,94 2,05
2008 год (ГТК = 2,1) 0,84 1,01 1,03
Среднее значение 1,57 1,81 1,82
Биологическая урожайность, т/га 2006 год (ГТК = 1,2) 4,56 4,48 4,51
2007 год (ГТК = 0,8) 2,35 3,14 3,18
2008 год (ГТК = 2,1) 5,72 5,73 5,69
Среднее значение 4,21 4,45 4,46
Фотосинтетическая деятельность растений, как фактор повышения продуктивности яровой пшеницы, зависит от площади ассимиляционной поверхности и интенсивности ее работы или фотосинтетического потенциала. Как при недостаточной ассимиляционной поверхности, так и при чрезмерном ее развитии, КПД ФАР и урожай снижаются. В первом случае уменьшение урожайности связано с недостаточным для формирования высокого урожая фотосинтетическим потенциалом, во втором -с затенением листьев нижних ярусов верхними, что приводит к ухудшению баланса между приходом и расходом органического вещества. Для большинства зерновых культур оптимальный фотосинтетический потенциал составляет не менее 2 млн. м2/га дней, при этом каждая тысяча единиц фотосинтетического потенциала создает 2,5-3,0 кг зерна.
Важной слагающей величиной формирования урожая растениями яровой пшеницы является чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ). Этот показатель характеризует среднюю продуктивности работы листьев за весь период вегетации и определяется отношением массы общего биологического урожая на показатель фотосинтетического потенциала [3]. По уровню ЧПФ можно устанавливать оптимальный для зоны ход фотосинтетической деятельности посевов; определять, соответствуют ли оптимальным условиям произрастания в конкретный период, установить наиболее благоприятные сочетания факторов роста и развития растений [4].
Показатели фотосинтетической деятельности посевов яровой пшеницы в опыте зависимости от условий года, сорта, нормы высева и технологии возделывания приведены в таблицах 3-4.
Данные таблицы 3 показывают, что величина фотосинтетического потенциала посевов яровой пшеницы зависела от метеорологических условий года и колебалась в пределах от 1,42 до 6,70 млн. м2/га дн., в зависимости от изучаемого сорта. Минимальные значения данного показателя отмечались при засушливых условиях произрастания яровой пшеницы (величина ГТК соответствует 0,8) и составляли 1,42-
1,56 млн/м2 дн. Улучшение условий произрастания культуры с засушливых до слабо засушливых приводило к росту показателя ФП до величины 1,89-2,02 млн. м2/га дн. Максимальные значения ФП были отмечены при сильно увлажненных условиях произрастания и достигали отметки 5,60-6,70 млн. м2/га дн.
Фотосинтетический потенциал посевов яровой пшеницы зависел и от сорта. Так, его величина при возделывании сорта Эстер колебалась в пределах от 1,42 до 6,70 млн. м2/га дн., сорта МИС - от 1,56 до 5,66 млн. м2/га дн., сорта Амир - от 1,47 до 5,60 млн. м2/га дн. Такие значения ФП обеспечивали получение от 0,84 до 2,49 кг зерна с 1 тысячи м2 фотосинте-зирующей поверхности растений в сутки. Причем, величина ЧПФ, также как и величина ФП, зависела от метеорологических условий и сорта. При сильно увлажненных условиях возделывания, когда величина ФП была максимальной (5,60-6,70 млн. м2/га дн.), посевы яровой пшеницы обеспечивали получение с 1 тыс. м2 фотосинтезирующей поверхности от 0,84 до 1,03 кг зерна в сутки. При засушливых условиях величина ЧПФ была вдвое выше и составляла 1,56-2,05 кг зерна/тыс. м2 в сутки. Максимальных значений данный показатель достигал при слабо засушливых условиях произрастания и в зависимости от сорта от 2,32 до 2,49 кг зерна/тыс. м2 в сутки.
Если судить о величине ЧПФ относительно изучаемых сортов, то самый высокий показатель отмечен на сорте Амир (в среднем 1,82 кг зерна/тыс. м2 в сутки) и колебался в пределах от 1,03 до 2,39, в зависимости от условий года. Средняя величина показателя ЧПФ сорта МИС была всего лишь на 0,01 ниже, но она колебалась по годам в больших пределах от 1,01 до 2,49 кг зерна/тыс. м2 в сутки.
Сорт Эстер в среднем за три года с 1 тыс. м2 фо-тосинтезирующей поверхности, обеспечивал получение 1,57 кг зерна в сутки, с колебаниями величины данного показателя от 0,84 до 2,32, в зависимости от условий года. Такая продуктивность фото синтеза обеспечила получение биологической урожайности зерна яровой пшеницы в интервале от 4,21 до 4,46 т/га. Причем, следует отметить то, что
4. Фотосинтетическая деятельность посевов яровой пшеницы при разных нормах высева
Сорт Технология Фотосинтетический потенциал, млн. м2/га дн. Чистая продуктивность фотосинтеза, кг зерна/тыс. м2 в сутки Биологическая урожайность зерна, ц/га
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Эстер Базовая 2,19 2,68 3,29 2,11 1,81 1,48 36,3 39,23 37,5
Интенсивная 2,69 3,42 4,05 1,86 1,63 1,26 40,7 44,87 41,6
Высокоинтенсивная 3,23 4,02 4,85 1,63 1,35 1,07 45,6 48,4 44,8
Среднее по сорту 2,70 3,37 4,06 1,87 1,60 1,27 40,9 44,19 41,3
МИС Базовая 1,78 2,28 2,70 2,38 2,09 1,55 35,1 41,0 36,0
Интенсивная 2,48 3,14 3,83 2,14 1,79 1,47 43,2 46,6 41,8
Высокоинтенсивная 2,97 3,68 4,48 1,81 1,79 1,29 48,7 56,3 52,0
Среднее по сорту 2,41 3,03 3,67 2,11 1,89 1,44 42,3 48,0 43,3
Амир Базовая 1,86 2,26 2,79 2,32 2,08 1,65 38,0 38,3 38,4
Интенсивная 2,27 2,78 3,49 2,21 1,94 1,42 45,3 47,9 43,7
Высокоинтенсивная 3,10 3,81 4,60 1,90 1,59 1,30 49,5 50,6 49,9
Среднее по сорту 2,41 2,95 3,63 2,14 1,87 1,46 44,3 45,6 44,0
Среднее по культуре 2,52 3,13 3,80 2,03 1,78 1,38 42,3 45,9 42,8
Примечание. 1 - норма высева 4 млн. семян/га; 2 - норма высева 5 млн. семян/га; 3 - норма высева 4 млн. семян/га.
все изучаемые сорта в условиях отсутствия недостатка влаги обеспечивали получение примерно одинакового урожая зерна. При ГТК = 1,2, разница в величине биологического урожая между сортами не превышала 0,8 ц, а при ГТК = 2,1 - 0,4 ц. Когда ГТК составлял 0,8, сорта Амир и МИС проявили себя наиболее приспособленными к таким условиям и обеспечили получение величины биологического урожая зерна порядка 3,18 и 3,14 т/га.
Наименее засухоустойчивым в условиях опыта оказался сорт Эстер. Биологическая урожайность зерна у него была ниже, чем у сортов Амир и МИС соответственно на 8,3 и 7,9 ц/га и составляла 2,35 т/га. На то, что сорт Эстер менее приспособлен к засухе, чем сорта Амир и МИС также видно из показателя ЧПФ. Достаточно сказать, что в условиях засухи сорта МИС и Амир с 1 тыс/м2 фотосинтезиру-ющей поверхности обеспечивали получение зерна за сутки на 0,38 и на 0,49 кг больше, чем сорт Эстер.
Помимо биологических особенностей сорта и пригодных условий на показатели фотосинтетической деятельности посевов яровой пшеницы оказывали влияние нормы высева семян и интенсивность технологий (табл. 4).
При нормах высева семян 4, 5 и 6 млн/га рост интенсивности технологии обеспечивал повышение величины фотосинтетического потенциала посевов. Так, если при базовой технологии величина данного показателя в зависимости от сорта и нормы высева колебалась от 1,78 до 3,29 млн. м2/га дн., то при интенсивной технологии она составляла 2,274,05 млн. м2/га дн., а при высокоинтенсивной достигала 2,97-4,85 млн. м2/га дн. Это объясняется тем, что повышение интенсивности технологии подразумевало внесение более высокого количества минеральных удобрений (табл. 2), дополнительные азотные подкормки растений в период вегетации, а также дополнительные защитные мероприятия против болезней, вредителей и сорняков.
Если судить о величине фотосинтетического потенциала относительно изучаемых норм высева, то видно, что с увеличением нормы, его показатель возрастал с 2,52 (при 4 млн.) до 3,13 (при 5 млн.) и до 3,80 млн. м2/га дн. (при 6 млн. всхожих семян/га).
Интенсификация технологий и увеличение норм высева семян приводило к снижению величины показателя ЧПФ. При базовой технологии возделывания 1 тыс. м2 фотосинтезирующей поверхности растений, обеспечила получение от 1,48 до 2,38 кг зерна в сутки в зависимости от нормы высева и сорта. При интенсивной технологии величина данного показателя сократилась до интервала 1,26-2,21 кг, а при высокоинтенсивной - до 1,07-1,90 кг зерна в сутки. Если судить о величине ЧПФ относительно нормы высева семян, то максимальная величина у изучаемых сортов яровой пшеницы наблюдалась при минимальной норме высева (4 млн/га) и составляла 2,03 кг зерна/тыс. м2 в сутки. При норме высева семян 5 млн/га величина показателя ЧПФ была на уровне 1,78, а при 6 млн. - 1,38 кг зерна в сутки.
Однако посевы яровой пшеницы при норме высева семян 5 млн/га, обеспечивали получение наибольшей величины биологического урожая зерна по всем изучаемым сортам в сравнении с нормами высева 4 и 6 млн. Средняя биологическая урожайность зерна сорта Эстер при норме высева 5 млн. была на уровне 44,1 ц/га, в сравнении с 40,9 ц/га (при 4 млн.) и с 41,3 ц/га (при 6 млн.); сорта МИС -48,0 ц/га, в сравнении с 42,3 и 43,3 ц/га; сорта Ампир - 45,6 ц/га, в сравнении с 44,3 и 44,0 ц/га. Следовательно, оптимальной нормой высева семян является 5 млн/га. Она обеспечила получение биологической урожайности зерна культуры на уровне 45,9 ц/га, при величине ФП 3,13 млн. м2/га дн. и ЧПФ - 1,78 кг зерна/тыс. м2 в сутки. При норме высева семян 4 млн/га биологическая урожайность зерна была ниже на 3,6 ц/га в силу изреженности
посевов, величина ФП была на уровне 2,52 млн. м2/га дн. и обеспечивала наибольшую ЧПФ, из всех изучаемых норм высева на уровне 2,03 кг зерна/тыс. м2 в сутки. Загущенные посевы яровой пшеницы с нормой высева семян 6 млн/га при максимальной величине ФП в 3,80 млн. м2/га дн. обеспечивали наименьшую величину ЧПФ в размере 1,38 кг зерна/тыс. м2 в сутки. Это в свою очередь привело к снижению биологической урожайности культуры на 3,1 ц/га в сравнении с нормой высева семян 5 млн/га.
Выводы. 1. При повышении уровня интенсивности технологии возделывания сортов яровой
пшеницы возрастал процент выживаемых растений, увеличивалась полевая всхожесть семян, снижалась высота растений, возрастал балл полегаемости, увеличилась масса растений. Более отзывчивым на интенсификацию был сорт Амир. 2. Интенсивные технологии возделывания новых сортов яровой пшеницы обеспечивают повышение величины фотосинтетического потенциала на 15-50%, при базовой технологии величина фотосинтетического потенциала составляла 1,78-3,29 млн. м2/га дн., при интенсивной - 2,97-4,85 млн. м2/га дн., при высокоинтенсивной - 2,97-4,85 млн. м2/га дн.
Литература
1. Войтович Н.В., Никифоров В.М. Формирование урожая яровой пшеницы в современных технологиях // Агрохимический вестник, 2009, № 4. - С. 38-40.
2. Войтович Н.В., Никифоров В.М. Влияние технологий возделывания на качество зерна яровой пшеницы // Агрохимический вестник, 2012, № 6. - С. 21-22.
3. Шатилов И.С., Каюмов М.К. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур. - М.: Колос, 1975. - 342 с.
4. Саранин К.Н., Титов Г.А. Определение чистой продуктивности фотосинтеза // Химия в сельском хозяйстве, 1987, № 5. - С. 66-69.
ПОЗДРАВЛЯЕМ С ЮБИЛЕЕМ
9 мая 2019 г. исполнилось 80 лет заслуженному деятелю науки РФ, профессору, доктору сельскохозяйственных наук, академику РАН, члену редколлегии журнала «Агрохимический вестник» Николаю Васильевичу Войтовичу.
Выпускник Омского сельскохозяйственного института Николай Васильевич начал научную деятельность в 1966 г. старшим научным сотрудником Тарской сельскохозяйственной опытной станции. Результатом этой работы в 1974 г. стала защита кандидатской диссертации на тему «Агрохимическая характеристика пойменных почв Иртыша и эффективность на них средств химизации под зерновые культуры».
Затем Николай Васильевич более 40 лет посвятил работе в агропромышленном комплексе России: 1982 г. - директор Московской областной проектно-изыскательской станцией химизации; 1990 г. - заведующий сектором интеграции науки с производством в аппарате Совета Министров СССР; 1991 г. - начальник Главка по организации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ Минсельхозпрода СССР; 1993 г. - заместитель начальника Главного управления науки Министерства сельского хозяйства России. В 1997 г. Н.В. Войтович защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук на тему «Плодородие почв Нечерноземной зоны России и его моделирование» и был избран на должность директора НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны (в настоящее время ФИЦ «Немчиновка»), в стенах которого он продолжает научные исследования и пишет научные труды по различным вопросам сельскохозяйственной науки. Большое внимание Николай Васильевич уделяет разработке и внедрению низкозатратных, экологически безопасных технологий возделывания зерновых культур с учетом биологических особенностей возделывания новых перспективных сортов. По материалам исследований им опубликовано более 325 научных работ, в том числе 23 монографии, 4 справочника, 22 методические рекомендации и технологии. Под его руководством защитились 6 докторов и 20 кандидатов сельскохозяйственных и биологических наук.
За выдающиеся научные достижения Н.В. Войтович награжден 6 золотыми медалями ВДНХ и ВВЦ, медалью «За трудовую доблесть», знаком отличия «За заслуги перед Московской областью», он лауреат золотой медали им. К.К. Гедройца, золотой медали им. Д.Н. Прянишникова и золотой медали им. А.И. Бараева, имеет почетное звание «Заслуженный деятель науки Российской Федерации», почетное звание «Заслуженный работник сельского хозяйства Московской области».
Редакция и редколлегия журнала «Агрохимический вестник» поздравляют Николая Васильевича с юбилеем и желают ему доброго здоровья и дальнейшей творческой жизни в науке!
