CC BY
33
УДК633.11 «324»:631.5:551
КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОИ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЯХ
Д.В. ДУБОВИК, доктор сельскохозяйственных наук, руководитель группы
Д.Ю. ВИНОГРАДОВ, аспирант
ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, ул. К. Маркса, 70 Б, Курск, 305021, Россия
E-mail: [email protected]
Резюме. В исследованиях, проведенных в течение 20 лет (19872000, 2003, 2004, 2007, 2008, 2011, 2012 гг.), установлена зависимость содержания клейковины в зерне озимой пшеницы от агротехнических факторов - предшественник, способ основной обработки почвы, органические и минеральные удобрения в различные по метеоусловиям годы. При оптимальном увлажнении наилучший предшественникдля озимой пшеницы по показателю содержание клейковины в зерне - черный пар, при избыточном - многолетние травы 1-го года пользования, при недостаточном - многолетние травы 2-го года пользования. Отвальная вспашка в любых условиях влагообеспеченности способствует наибольшему накоплению клейковины в зерне озимой пшеницы при ее посеве по черному пару (23,8-28,9%), а безотвальная обработка почвы имеет преимущество в условиях недостаточного (+3,4% клейковины) и оптимального (+1,7%) увлажнения при использовании в качестве предшественника многолетних трав 1-го года пользования. По многолетним травам 2-го года пользования при недостатке влаги большее содержание клейковины в зерне отмечено после вспашки (26,5%), а в годы с оптимальной и избыточной влагообеспеченностью - при безотвальной обработке (26,1 и 26,9% соответственно). Последействие органических удобрений наибольший эффект на прирост клейковины в зерне (2,1-2,2%) оказывает в случае слабого и избыточного увлажнения при посеве по многолетним травам 2-го года пользования. Наибольшее влияние применения минеральных удобрений на содержание клейковины в зерне выявлено в условиях избытка влаги по черному пару и многолетним травам 2-го года пользования (+3,4 и 2,4% клейковины соответственно), а при недостатке - по многолетним травам 1-го года пользования(+2,0%). Ключевые слова: озимая пшеница, клейковина, условия увлажнения, предшественник, обработка почвы, органические удобрения, минеральные удобрения. Для цитирования: Дубовик Д.В., Виноградов Д.Ю. Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от агротехнических приемов возделывания в различных погодных условиях // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №2. С. 30-32.
Наряду с увеличением валового сбора зерна озимой пшеницы, большое значение имеет улучшение его качественных показателей, основной из которых - содержание клейковины [1]. Наибольшее влияние на его величину оказывают температура и осадки в период от колошения до восковой спелости [2]. Поскольку регулировать климатические факторы практические невозможно [3, 4], необходимо повышать качество зерна с помощью таких агротехнических приемов, как предшественники, способ основной обработки почвы, внесение органических и минеральных удобрений.
Цель наших исследований - изучение зависимости качества зерна озимой пшеницы от элементов агротехники возделывания культуры в различные по увлажнению годы в условиях Курской области.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на опытном поле Всероссийского НИИ земледелия и защиты почв от эрозии (Курская область, Медвенский район) в полевом многофакторном опыте на склоне северной экспозиции (поля 1-4) в течение 20 лет - 1987-2000, 2003, 2004, 2007, 2008, 2011, 2012 гг.
Схема опыта включала следующие варианты: предшественник (фактор А) - черный пар (зернопаропропаш-ной севооборот), многолетние бобовые травы 1-го года пользования (зернотравянопропашной севооборот), многолетние бобовые травы 2-го года пользования (зернотравяной севооборот); способ основной обработки почвы (фактор В) - отвальная вспашка (20-22 см), безотвальная обработка (20-22 см); минеральные удобрения (фактор С) - без удобрений (контроль), ^0Р80К80. Органические удобрения в дозе 48 т/га вносили один раз за ротацию четырехпольных севооборотов.
Объект исследований - озимая пшеница.
Почва - чернозем типичный среднесуглинистый. Среднее содержание гумуса (по Тюрину) - 5,68%; щелочногидролизуемого азота (по Корнфилду) -18,7 мг/100 г; подвижного фосфора и обменного калия (по Чирикову) - 13,7 и 10,1 мг/100 г соответственно; рНКС| (ГОСТ 26483-85) - 5,5; сумма обменных кальция и магния (ГОСТ 26487-85) - 28,6 мг-экв/100 г.
Для характеристики климатического фактора использовали гидротермический коэффициент (ГТК), качества зерна озимой пшеницы - содержание сырой клейковины (по ГОСТ 13586.1-68).
Статистическую обработку данных проводили методом многофакторного дисперсионного анализа [5] в программе (объем выборки - 960).
Результаты и обсуждение. Группировка лет исследования по характеру условий влагообеспеченности (см. рисунок) показала, что в 20% случаев отмечалось слабое увлажнение (среднее значение ГТК по опыту 0,34), в 20% - недостаточное (ГТК = 0,80), в 25% - оптимальное (ГТК = 1,32), в 35% - избыточное (ГТК= 1,85).
Рисунок. Группировка лет исследований по условиям увлажнения: - слабое увлажнение; - недостаточное увлажнение; □ - оптимальное увлажнение; - избыточное увлажнение.
При использовании в качестве предшественника черного пара максимальное в опыте количество клейковины в зерне отмечали при оптимальном увлажнении - 29,5%, а самое низкое - при слабом (23,8%). В годы с недостаточной и избыточной влагообеспеченностью оно был ниже, чем в оптимальные, на 2,2 и 0,6% соответственно (табл. 1).
В случае, когда в качестве предшественника озимой пшеницы выступали многолетние травы 1-го года пользования содержания клейковины возрастало от периодов со слабым увлажнением к годам с избыточным, когда отмечена самая высокая ее величина - 28,7%. Таким образом, при посеве культуры по указанному предшественнику прослеживается четкая
Таблица 1. Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы в зависимости от предшественника и условий увлажнения, % (в среднем за годы исследований)
Условия увлажнения по ГТК
Предшественник слабое недостаточное оптимальное избыточное
Черный пар Многолетние тра- 23,8 27,3 29,5 28,9
вы 1-го года Пользования 23,4 24,7 26,5 28,7
Многолетние тра-
вы 2-го года Пользования 22,9 26,5 24,8 25,1
НСР05 предшественник - 1,3, условия увлажнения - 1,7
тенденция повышения качества зерна с ростом вла-гообеспеченности.
По многолетним травам 2-го года пользования лучшие качественные характеристики установлены в условиях недостаточного увлажнения - 26,5%; при слабом - отмечали снижение содержания клейковины на 3,6% (22,9%). При оптимальной влагообеспеченности оно составляло 24,8%, или на 1,7% меньше, чем в годы недостаточным увлажнением.
Влияние способа основной обработки почвы на величину изучаемого показателя зависит от предшественника озимой пшеницы.
При возделывании культуры по черному пару независимо от уровня увлажнения наибольшее содержание клейковины в зерне наблюдали после отвальной вспашки. Применение безотвальной обработки в зернопаропро-пашном севообороте позволяет получить продукцию с примерно одинаковым содержанием клейковины в условиях недостаточного, оптимального и избыточного увлажнения - 26,8; 26,3 и 26,4% соответственно (табл. 2).
Таблица 2.Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы в зависимости от предшественника, способа основной обработки почвы и условий увлажнения (в среднем за годы исследований), %
Предшественник Обработка почвы Условия увлажнения по ГТК
слабое недостаточное оптимальное избыточное
Черный пар отвальная 23,8 27,3 29,5 28,9
безотвальная 22,5 26,8 26,3 26,4
Многолетние травы отвальная 23,4 24,7 26,5 28,7
1-го года пользования безотвальная 22,9 28,1 28,2 28,8
Многолетние травы отвальная 22,9 26,5 24,8 25,1
2-го года пользования безотвальная 22,7 24,6 26,1 26,9
НСР05: предшественник - 1,6, обработка почвы - 1,3, условия увлажнения - 1,8
При выращивании озимой пшеницы по многолетним травам 1-го года пользования вспашка имела преимущество лишь в условиях слабого увлажнения. При недостаточной и оптимальной влагообеспеченности содержание клейковины в зерне в этом варианте было на 3,4 и 1,7% ниже, чем после безотвальной обработки. В годы с избыточным увлажнением оба способа
Таблица 3. Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы в зависимости от предшественника, органических удобрений и условий увлажнения, % (в среднем за годы исследований)
Предшест-венник Органические удобрения Условия увлажнения по ГТК
слабое недостаточное оптимальное избыточное
Черный пар без удобрений 23,8 27,3 29,5 28,9
навоз (48 т/га) 24,2 28,9 29,9 29,7
Многолетние травы без удобрений 23,4 24,7 26,5 28,5
1-го года пользования навоз (48 т/га) 23,5 26,3 27,8 28,7
Многолетние травы без удобрений 22,9 26,5 24,8 25,1
2-го года пользования навоз (48 т/га) 25,0 27,8 26,0 27,3
НСР05: предшественник - 0,6, органические удобрения - 0,5, условия увлажнения - 0,7
по влиянию на величину изучаемого показателя были равнозначными - 28,7 и 28,8%.
В случае использования в качестве предшественника многолетних трав 2-го года пользования в условиях слабого увлажнения изучаемые способы основной обработки почвы несущественно различались по влиянию на уровень содержания клейковины в зерне, можно отметить лишь тенденцию роста величины этого показателя после вспашки. При этом в годы с недостаточным увлажнением она имела явное преимущество - содержание клейковины было на 1,9% выше, чем по безотвальной обработке. В случае оптимального и избыточного увлажнения содержание клейковины при использовании безотвальной обработки было больше, чем после вспашки, на 1,3 и 1,8% соответственно.
Органические удобрения обеспечивают наибольшую прибавку клейковины в зерне (2,1-2,2%) при слабой и избыточной влагообеспеченности в случае размещения культуры по многолетним травам 2-го года пользования (табл. 3).
При слабом увлажнении последействие навоза в зернопаропропашном и зернотравянопропашном севооборотах оказывало незначительное влияние на содержание клейковины - прибавка 0,1-0,4%, а при недостаточном - обеспечивало ее стабильный прирост на 1,3-1,6% по всем изучаемым предшественникам.
В годы с оптимальной влагообеспеченностью органические удобрения повышали величину изучаемого показателя в зерне озимой пшеницы, размещенной по черному пару, несущественно (на 0,4%). Больший эффект от последействия навоза наблюдали при посеве культуры по многолетним травам 1-го и 2-го года пользования - увеличение на 1,3 и 1,2% соответственно.
В условиях избыточного увлажнения влияние последействия органическихудобрений при использовании в качестве
предшественника черного пара было невысоким - прибавка составила 0,8%, а после многолетних трав 1-го года пользования эффект оказался еще меньше (0,2%).
Наибольшее влияние на содержание клейковины в зерне озимой пшеницы оказывают минеральные удобрения [6]. В наших исследованиях при посеве по черному пару отмечали рост прибавки величины этого показателя при внесении минеральных удобрений - от периодов со слабым увлажнением к избыточному. Наибольшее за период исследований увеличение, по сравнению с неудобренным вариантом, наблюдали в годы с избыточной влагообеспеченностью - на 3,4% (табл. 4).
При возделывании по многолетним травам 1-го года пользования минеральные удобрения оказали
наибольший эффект на изменение содержания клейковины в условиях недостаточной влагообеспечен-ности (+2,0%), в остальные годы - прирост был невысоким (+0,5-0,8%).
При размещении посевов озимой пшеницы по многолетним травам 2-го года пользования влияние применения минеральных удобрений наиболее полно проявилось в
Таблица 4. Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы в зависимости от предшественника, минеральных удобрений и условий увлажнения (в среднем за годы исследований), %
Предшественник
Минеральные удобрения
Условия увлажнения по ГТК
Черный пар
Многолетние травы
1-го года пользования Многолетние травы
2-го года пользования
без удобрений
N40P80K8a
без удобрений N P K
!_Ч0 80 8Q
без удобрений N P K
40 80 80
слабое недоста- опти- избы-
точное мальное точное
23,8 27,3 29,5 28,9
25,6 29,2 32,2 32,3
23,4 24,7 26,5 28,7
24,2 26,7 27,3 29,2
22,9 26,5 24,8 25,1
25,1 28,2 25,6 27,5
НСР05: предшественник - 0,7, минеральные удобрения - 0,6, условия увлажнения - 0,8.
условиях слабого (+2,2%) и избыточного увлажнения (+2,4%). В годы с недостаточной влагообеспеченностью прирост содержания клейковины составил 1,7%.
Изученные агротехнические приемы - предшественник, способ основной обработки почвы, органические и минеральные удобрения обычно действуют в комплексе и находятся в тесной зависимости от климатических условий, складывающихся в конкретный год [7].
Взаимосвязь содержания клейковины в зерне с рассмотренными агроприемами и условиями увлажнения по ГТК выражается уравнением множественной регрессии: У= 25,2 + 2,81Х1- 1,35Х2- 1,57Х3 + 0,74Х4 + 1,27Х5 + 1,22Х2Х3 - 0,51Х12 (Я= 84%; FФ = 30,03),
где У - содержание клейковины в зерне озимой пшеницы, %; Х1 - увлажнение территории по ГТК (0 - слабое, 1 - недостаточное, 2 - оптимальное, 3 - избыточное); Х -предшественник (0 - черный пар, 1 - многолетние травы 1-го года пользования, 2 - многолетние травы 2-го года пользования); Х3 - способ основной обработки почвы (0 - отвальная обработка, 1 - безотвальная обработка); Х4 - органические удобрения (0 - без удобрений, 1 - последействие внесения 48 т/га навоза за ротацию); Х - минеральные удобрения (0 -без удобрений, 1 - 100 кг/га д.в. NPK, 2 -200 кг/га д.в. NPK) Выводы. В годы с оптимальным увлажнением наилучший предшественник озимой пшеницы, обеспечиваю-
щий наибольшее накопление клейковины в зерне, - черный пар, с избыточным -многолетние травы 1-го года пользования, с недостаточным - многолетние травы 2-го года пользования.
Самое высокое содержание клейковины в зерне при посеве культуры по черному пару в любых условиях влаго-обеспеченности наблюдается на фоне отвальной вспашки: прибавка при слабом увлажнении составляет 1,3%, при недостаточном - 0,5%, при оптимальном - 3,2% и при избыточном - 2,5%. В случае, когда в качестве предшественника выступают многолетние травы 1-го года пользования, при недостаточном и оптимальном увлажнении по уровню влияния на содержание клейковины в зерне преимущество имеет безотвальная обработка почвы - прибавка 3,4 и 1,7% соответственно. При посеве по многолетним травам 2-го года в условиях недостаточного увлажнения большее накопление клейковины в зерне обеспечивает вспашка (+ 1,9%), а при оптимальном и избыточном - безотвальная обработка (+1,3 и 1,8% соответственно).
Наибольшее увеличение содержания клейковины в зерне (2,1-2,2%) от последействия 48 т/га навоза, внесенного один раз за ротацию четырехпольных севооборотов, отмечено при слабой и избыточной влагообеспеченности по многолетним травам 2-го года пользования.
Самый высокий эффект от применения минеральных удобрений по степени воздействия на качественные показатели зерна озимой пшеницы проявляется в условиях избыточного увлажнения при посеве по черному пару (+3,4% клейковины) и многолетним травам 2-го года пользования (+2,4% клейковины), а также недостаточного - при посеве по многолетним травам 1-го года пользования (+2,0% клейковины).
Литература.
1. Павлов А.Н. Повышение содержания белка в зерне. М.: Наука, 1984. 119 с.
2. Константинов А.Р. Погода, почва и урожай озимой пшеницы. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1978. 248 с.
3. MiillerJ., Böttcher F., Schmidt M. Bestimmung bodenabhangiger Klimafeuchtezahlen fur verschiedene Standorte in den mittleren und nordostlichen Regionen Deutschlands// Hercynia. №2. Vol. 41. 2008. P. 189-200.
4. Castillo-AlvarezMarcial, Nikolkii-Gavrilovlouriiy otros. Alteraciopn de la fertilidaddelsuelo porelcambio climatico y su effecto en la productividad agricola // Interciencia. 32. №6. 2007. С. 368-376.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 240 с.
6. Ермаков В.В., Дубовик Д.В. Влияние минеральных удобрений и предшественников на качество зерна озимой пшеницы в зависимости от экспозиции склона //Агрохимия. №4. 2005. С. 16-21.
7. Лазарев В.И., Айдиев А.Я. Влияние природных и антропогенных факторов на урожай и качество зерна озимой пшеницы // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. №1. 2000. С. 47-49.
GRAIN QUALITY OF WINTER WHEAT DEPENDING ON AGRICULTURAL METHODS UNDER DIFFERENT WEATHER CONDITIONS
D.V. Dubovik, D.Yu.Vinogradov
All-Russia Research Institute of Soil Management and Soil Erosion Control, Karl Marx Str., 70 B, Kursk city, 305021, Russia Summary. In the studies carried out during 20 years (1987-2000, 2003, 2004, 2007, 2008, 2011, 2012) the dependence of gluten content in winter wheat grain on such agricultural practices as a preceding crop, a tillage method, organic and mineral fertilizer application in the years with different weather conditions was established. With optimal moistening conditions the best preceding crop for winter wheat on gluten content is bare fallow, in the years with excessive moistening conditions it was the first year perennial grasses, and in the years with insufficient moistening conditions it was the second year perennial grasses. Moldboard plowing under any moistening conditions provides maximum gluten content in winter wheat grain when it was sown after bare fallow (23.8...28.9 %). Subsurface tillage had an advantage under conditions of insufficient (+3.4 %) and optimal (+1.7 %) moistening with the first year perennial grasses as a preceding crop. After the second year perennial grasses under insufficient moistening conditions greater gluten accumulation in the grain was noted with plowing (26.5 %), and under the conditions of optimal and excessive moistening it was provided by subsurface tillage (26.1 и 26.9 % accordingly). Organic fertilizers had a maximum influence on gluten content increase in grain (2.1.2.2 %) in the cases of poor and excessive moistening when winter wheat was sown after the second year perennial grasses. Mineral fertilizers had a maximum effect on the gluten content in the grain under conditions of excessive moistening with bare fallow and the second year perennial grasses used as a preceding crop (+3.4 и 2.4 % accordingly) and under conditions of insufficient moistening when it was sown after the first year perennial grasses (+2.0 %). Keywords: winter wheat, gluten, moistening conditions, preceding crop, tillage, organic fertilizers, mineral fertilizers. Author Details: D.V. Dubovik, Dr. Sc. (Agr.), Head of Group (e-mail: [email protected]); D.Yu. Vinogradov, Post graduate student For citation: Dubovik D.V., Vinogradov D. Yu. Grain quality of winter wheat depending on agricultural methods under different weather conditions. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. T.29. №2. pp. 30-32 (In Russ)
