CC BY
51
doi: 10.24411/0235-2451-2020-10705 УДК 633.11:631.51:631.582:631.84/.85:632.934
Качество зерна пшеницы в зависимости от предшественника, обработки почвы, удобрений и средств защиты растений в лесостепи юга Западной Сибири
С. В. УСЕНКО, В. И. УСЕНКО, А. А. ГАРКУША, Н. В. БАРЫШЕВА
Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий, пос. Научный городок, 35, Барнаул, 656910, Российская Федерация
Резюме. Исследования проводили с целью изучение влияния предшественника, обработки почвы, удобрений и пестицидов на качество зерна яровой мягкой пшеницы. Работу выполняли в Алтайском крае в 2011-2019 гг. в трехфакторном опыте со следующей схемой: предшественник (А) - пар (при No-till - рапс), овес, горох, бессменная пшеница; приём обработки почвы (В) - глубокая, мелкая плоскорезная, без обработки; уровень химизации (С) - без средств химизации, пестициды, N40P25, N40P25 + пестициды. В эксперименте высевали среднеспелый сорт Алтайская 100 (с 2016 г. - Алтайская 530). Исследования проводили в севообороте пар (при No-till - рапс) - пшеница - овес - пшеница - горох - пшеница и при бессменном возделывании пшеницы. Почва - чернозем выщелоченный среднесуглинистый, содержание гумуса - 3,8 %, подвижного (по Чирикову) фосфора и калия - соответственно 200 и 180 мг/кг. Крупность и натуру зерна определяло действие средств химизации (вклад 54,0...б4,0 %) и их взаимодействие с предшественником (15,6...26,2 %), стекловидность - влияние предшественника (54,0 %) и средств интенсификации (23,7 %). В сухие годы пшеница формирует зерно с высоким содержанием белка (11,9.14,1 %) и клейковины (28,2.33,3 %). Во влажные годы оно снижалось до 11,0.12,3 % по пару и гороху, 9,6.11,1 % - по овсу и в бессменном посеве, а также до 11,7.12,6 % и 9,4.10,5 % на интенсивном и экстенсивном фонах. При посеве в обработанную почву белка было больше, чем в варианте No-till. Содержание клейковины в зерне по предшественникам снижалось с 24,2.26,5 % по пару и гороху до 19,8.24,0 % по овсу и бессменной пшенице, по уровням химизации - с 25,0.27,1 % на интенсивном до 19,4.22,2 % на экстенсивном фоне, по обработкам почвы - с 22,4.26,0 % (мелкая или глубокая) до 22,0.23,2 % (No-till). Ключевые слова: пшеница мягкая яровая (Triticumaestivum L.), белок, клейковина, масса 1000 зерен, стекловидность, натура, предшественник, обработка почвы, прямой посев, удобрения, средства защиты растений, условия увлажнения. Сведения об авторах: С. В. Усенко, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: usenko-s@ yandex.ru); В. И. Усенко, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник; А. А. Гаркуша, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник; Н. В. Барышева, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник. Для цитирования: Качество зерна пшеницы в зависимости от предшественника, обработки почвы, удобрений и средств защиты растений в лесостепи юга Западной Сибири / С. В. Усенко, В. И. Усенко, А. А. Гаркуша и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 7. С. 32-37. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10705.
Wheat grain quality of depending on the forecrop, tillage method, fertilizers, and plant protection means in the forest-steppe in the south of Western Siberia
S. V. Usenko, V. I. Usenko, A. A. Garkusha, N. V. Barysheva
Federal Altai Scientific Center of Agrobiotechnologies, Nauchnyi gorodok, 35, Barnaul, 656910, Russian Federation
Abstract. The purpose of the research was to study the influence of forecrop, tillage method, fertilizers, and pesticides on the quality of spring common wheat grain. The work was performed in the Altai Territory in 2011-2019 as a three-factor experiment with the following options: forecrop (A) - fallow (rapeseed for no-till), oats, pea, wheat as a monocrop; tillage method (B) - deep cultivation, shallow flat-cut cultivation, no-till; the level of chemicalization (C) - without chemicals, pesticides, N40P25, N40P25 + pesticides. The variety used in the experiment was mid-ripening Altayskaya 100 (since 2016, Altayskaya 530). The studies were conducted in the crop rotation of fallow (rapeseed for no-till), wheat, oats, wheat, pea, wheat and wheat in permanent cultivation. The soil was leached medium loamy chernozem; the humus content was 3.8%; the contents of mobile phosphorus and potassium (according to Chirikov's method) were 200 mg/kg and 180 mg/kg, respectively. The grain size and unit were influenced by the chemicalization agents (the contribution was 54.0-64.0%) and their interaction with the forecrop (15.6-26.2%); the vitreousness was affected by the forecrop (54.0%) and intensification means (23.7%). In dry years, wheat forms grains with a high protein (11.9-14.1%) and gluten (28.2-33.3%) content. In wet years, it decreased to 11.0-12.3% in the case of cultivation after fallow and pea and to 9.6-11.1% - after oats and in monoculture, as well as to 11.7-12.6% and 9.4-10.5% against intense and extensive backgrounds. In the case of tilled soil, protein content was higher than in the no-till option. In the forecrops option, the gluten content in grain decreased from 24.2-26.5% for fallow and pea to 19.8-24.0% for oats and monoculture; for chemicalization levels, it decreased from 25.0-27.1% against the intensive background to 19.4-22.2% against the extensive background; for tillage methods, it decreased from 22.4-26.0% (shallow or deep cultivation) to 22.0-23.2% (no-till)..
Keywords: spring common wheat (Triticum aestivum L.); protein; gluten; weight of 1000 grains; vitreousness; grain unit; forecrop; tillage; direct sowing; fertilizers; plant protection products; moisture conditions.
Author details: S. V. Usenko, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: usenko-s@yandex.ru); V. I. Usenko, D. Sc. (Agr.), chief research fellow; A. A. Garkusha, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; N. V. Barysheva, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow. For citation: Usenko SV, Usenko VI, Garkusha AA, et al. [Wheat grain quality of depending on the forecrop, tillage method, fertilizers, and plant protection means in the forest-steppe in the south of Western Siberia]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2020;34(7): 32-7. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10705.
Пшеница яровая мягкая (Triticum aestivum L.) -одна из наиболее распространенных зерновых культур в мире [1, 2, 3]. Производство ее зерна обеспечивает деятельность многих отраслей агропромышленного комплекса. Вместе с тем, зерновое хозяйство страны, в том числе в Западной Сибири, в последние годы претерпевает серьезные изменения, связанные с сокращением производства, ухудшением
качества продукции, снижением уровня интенсификации возделывания культур и эффективности отрасли [4]. В 2018 г. в Сибирском федеральном округе вносили в среднем только по 11 кг д.в./га минеральных и по 0,5 т/га органических удобрений [4]. При таком низком уровне применения удобрений урожай и его качество формируются в основном благодаря естественному плодородию почв.
При переходе на минимальные и нулевые технологии обработки, как и при отказе от парового поля, сопровождающемся замедлением темпов мобилизации почвенных ресурсов элементов питания и ухудшением фитосанитарной ситуации [5, 6], решение проблемы повышения урожайности и качества продукции пшеницы и других культур без применения удобрений и пестицидов становится еще более проблематичным [7, 8, 9].
В регионах США, имеющих длительный опыт возделывания зерновых культур по нулевым технологиям, No-till обеспечивает формирование высоких урожаев на протяжении многих лет при условии обязательного контроля сорняков и почвенного плодородия с использованием гербицидов и минеральных удобрений [10, 11]. Аналогичные результаты получены на черноземах Новосибирского Приобья - в среднем за 10 лет возделывания яровой пшеницы по разным предшественникам выход зерна на фоне No-till составил 3,14, а на фоне плоскорезной обработки - 2,92 т/га [12]. В то же время с экономической точки зрения в условиях того же Новосибирского Приобья возделывание яровой пшеницы как по экстенсивным, так и по интенсивным технологиям на фоне вспашки и плоскорезных обработок было более предпочтительным, чем на фоне No-till [13].
При обилии информации о преимуществе No-till, в сравнении с традиционными технологиями, однозначного ответа о превосходстве какого-либо из вариантов нет, что нацеливает отечественных исследователей на дальнейшее изучение вопроса в различных зонах страны, а также на более детальный анализ свойств почв, биологических особенностей культур и длительного практического применения No-till [14, 15, 16].
Цель работы - изучить особенности формирования качества зерна яровой мягкой пшеницы в зависимости от увлажнения года, предшественника, обработки почвы и уровня применения средств интенсификации на выщелоченных черноземах в условиях лесостепи юга Западной Сибири.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2011-2019 гг. на опытном поле Алтайского НИИ сельского хозяйства Федерального Алтайского научного центра агробиотехнологий в стационарном полевом опыте в условиях лесостепи Приобья. В 2011-2015 гг. высевали среднеспелый сорт пшеницы Алтайская 100, в 2016-2019 гг. - Алтайская 530.
Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов:
предшественник (фактор А) - пар чистый (на фоне без основной обработки почвы - рапс на маслосеме-на), овес, горох, пшеница при бессменном возделывании;
прием основной обработки почвы (фактор В) -глубокая (на 25...27 см) плоскорезная (ГПО), мелкая (на 14.16 см) плоскорезная (МПО), без основной обработки (БО);
уровень химизации (фактор С) - без удобрений и пестицидов (0), гербициды против широколистных и злаковых сорняков + инсектициды + фунгициды (П), N40 до посева + Р25 в рядки при посеве (У), N40 до посева + Р25 в рядки при посеве + гербициды против широколистных и злаковых сорняков + инсектициды + фунгициды (У + П).
Опыт заложен на склоне крутизной 1.2° юго-восточной экспозиции в севообороте со следующим чередованием культур: пар чистый (на фоне без основной обработки почвы - рапс на маслосемена) - пшени-
ца - овес - пшеница - горох - пшеница, развернутом во времени и в пространстве всеми полями, а также в бессменных посевах пшеницы.
Площадь опытных делянок последнего порядка 116.255 м2. Расположение делянок систематическое, повторность в севообороте - трехкратная, в бессменных посевах пшеницы - двукратная. Наблюдения, учеты и исследования в опыте выполняли общепринятыми методами, результаты подвергали дисперсионному анализу (Б. А. Доспехов, 1985).
Агротехника в опыте включала на фонах с основной обработкой после уборки предшественника поверхностную обработку легкой дисковой бороной на глубину 3.4 см, в октябре - основную обработку согласно схеме эксперимента, весной, при достижении почвой физической спелости, - боронование, локальное внесение азотных удобрений (в соответствующих вариантах) сеялкой СЗС-2,1, предпосевную культивацию и посев во второй - начале третьей декады мая сеялкой С3-3,6. На фоне без основной обработки почвы осенью после уборки предшественника и/или весной до посева - опрыскивание гербицидом сплошного действия, весной перед посевом, согласно схеме опыта, внесение азотных удобрений локально сеялкой прямого посева Бетеа1о TDNG 420 с дисковыми сошниками. Этой же сеялкой проводили посев пшеницы. На всех фонах высевали по 4,5 млн всхожих семян на 1 га с рядковым внесением (или без) фосфорных удобрений.
В эксперименте использовали аммиачную селитру, двойной гранулированный суперфосфат (в последние годы - аммофос). Средства защиты растений применяли в соответствии со схемой опыта и особенностями культур.
Почва участка - чернозем выщелоченный средне-мощный малогумусный среднесуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое 3,80 %, общего азота - 0,23 %, подвижных фосфора и калия по Чири-кову - соответственно 200 и 180 мг/кг почвы. Реакция среды близкая к нейтральной (рНсол 6,15).
Лесостепь Алтайского Приобья - теплый недостаточно увлажненный район с дефицитом осадков в первой и повышенным их количеством во второй половине лета. Среднее многолетнее их количество за сельскохозяйственный год - 409 мм, из которых в осенний (сентябрь-октябрь) период выпадает 70 мм, в зимний (ноябрь-март) - 112, в весенний (апрель-май) - 67, в летний (июнь-август) период - 160 мм, в том числе в июне - 47, июле - 64, августе - 49 мм. В период исследований сумма осадков за год варьировала от 317.339 мм в 2012 и 2019 гг. до 549.556 мм в 2013 и 2017 гг., положительных температур за апрель-август -от 2087.2127 оС в 2013 и 2018 гг. до 2378.2528 оС в 2016 и 2012 гг. при средней многолетней величине этого показателя 2161 оС.
В среднем за годы исследований за осенний период выпало 80 мм (от 47.58 мм в 2011 и 2012 гг. до 139 мм в 2015 г.), зимний - 132 мм (от 71 мм в 2012 г. до 190 мм в 2013 г.), весенний - 71 мм (от 37.46 мм в 2012 и 2019 гг. до 92.118 мм в 2013 и 2018 гг.). Среднее количество осадков за лето составило 162 мм с варьированием от 108.114 мм в 2011 и 2018 гг. до 193.240 мм в 2014 и 2017 гг. при неравномерном распределении по месяцам. В июне наибольшее их количество (62 мм, или 132 % от нормы) отмечено в 2018 г., наименьшее (10 мм, или 21 %) - в 2012 г. В июле больше всего осадков (138 мм, или 216 %) зафиксировано в 2017 г., меньше всего (41.42 мм, или 64.66 %) - в 2011, 2018 и 2019 гг.
Август самым дождливым (63 мм, или 129 %) был в 2013 г., а самым сухим (12 мм, или 24 %) - в 2018 г.
В соответствии с рассчитанными коэффициентами увлажнения, учитывающими осадки предшествующих осени, зимы и весны, вегетационные периоды в годы исследований изменялись от умеренно увлажненных с коэффициентом увлажнения 1,10 в 2013 г. и 1,03 в 2017 г. до умеренно дефицитных (0,81.0,87) в 2014, 2015, 2016 и 2018 гг., дефицитных (0,61.0,64) в 2011 и 2019 г. и остродефицитных (0,55) в 2012 г.
Результаты и обсуждение. Складывавшиеся агрометеорологические условия и изучаемые факторы оказывали существенное влияние на агрофизические и агрохимические свойства почвы, а также урожайность пшеницы [17], что отразилось и на формировании качества зерна. Варьирование массы 1000 зерен пшеницы в опыте (табл. 1) определялось применением средств интенсификации (54,0 %), их взаимодействием с предшественниками (26,2 %), меньше самими предшественниками (7,6 %) и взаимодействием всех факторов (7,4 %). Влияние обработки почвы и ее взаимодействия с предшественниками и средствами химизации было незначительным (< 2,8 %). На экстенсивных фонах масса 1000 зерен составляла в среднем 33,1 г и увеличивалась при использовании пестицидов до 35,6 г, тогда как влияние удобрений в «чистом виде» было очень слабым (33,5 г), а при сочетании этих приемов отмечена тенденция к некоторому снижению величины этого показателя, по сравнению с применением только пестицидов (35,3 г). Эта закономерность формирования крупности зерна пшеницы отмечена для всех предшественников в севообороте, тогда как при бессменном возделывании культуры влияние удобрений на крупность зерна было более сильным, чем у пестицидов. В целом по опыту в зависимости от предшественника масса 1000 зерен снижалась от пара (34,8 г) и гороха (34,6 г) к овсу (34,2 г) и бессменной пшенице (33,8 г).
Влияния обработки почвы на величину этого показателя в среднем по всем фонам опыта не отмечено (34,3.34,4 г), что объясняется разной направленно-
стью процессов в сочетаниях обработки с другими факторами. Так, без применения удобрений и пестицидов масса 1000 зерен пшеницы, возделываемой по всем предшественникам, с увеличением глубины обработки почвы имела устойчивую тенденцию к снижению, на фоне удобрений и средств защиты растений после пара и гороха - мало изменялась, а после овса и бессменной пшеницы - заметно увеличивалась.
Натура зерна пшеницы, в отличие от массы 1000 зерен, в большей степени зависела от действия средств интенсификации (64,0 %), но меньше от их взаимодействия с предшественниками (15,6 %), самих предшественников (3,6 %) и взаимодействия всех факторов (5,4 %) при значимом (6,7 %) влиянии взаимодействия предшественников и обработок почвы (см. табл. 1). В составе средств интенсификации пестициды оказывали устойчивое положительное, а удобрения -отрицательное влияние на натуру зерна. Так, если при обработке пестицидами натура зерна достоверно увеличивалась, по отношению к необработанному фону, в среднем на 15 г/л, то при внесении удобрений в чистом виде, или совместно со средствами защиты растений, напротив, уменьшалась на 6.10 г/л.
Стекловидность зерна пшеницы больше всего зависела от действия предшественников (54,0 %) и средств интенсификации (23,7 %), при более слабом влиянии взаимодействия предшественников и обработки почвы (8,3 %), всех факторов (5,1 %), а также средств химизации с обработкой почвы (4,2 %) или с предшественниками (3,2 %) и очень слабом влиянии обработки почвы (1,6 %).
В зависимости от предшественника стекловидность зерна пшеницы достоверно снижалась в среднем по фонам химизации и обработки почвы от пара (51,0 %) к гороху (45,7 %), овсу (42,9 %) и бессменной пшенице (40,2 %), а в зависимости от средств интенсификации - значимо увеличивалась в среднем по фонам предшественников и обработки почвы от контроля без средств химизации (41,7 %) к фонам с пестицидами (43,1 %), удобрениями (46,7 %) и их совместным применением (48,3 %).
Таблица 1. Показатели качества зерна пшеницы в зависимости от предшественника, обработки почвы и уровня применения средств интенсификации (2017-2019 гг.)
Предшественник (фактор А) Обработ- Уровень химизации (фактор С)
ка почвы масса 1000 зерен, г натура, г/л стекловидность, %
(фактор В) 0 П У У+П среднее 0 П У У+П среднее 0 П У У+П среднее
Пар БО
МПО ГПО среднее Овес БО
МПО ГПО среднее Горох БО
МПО ГПО среднее Бессмен- БО
ная пше- МПО
ница ГПО
среднее Среднее БО
МПО ГПО среднее НСР05 для факторов
Доля влияния факторов, %_
33.3 36,4 34,0 36,0 34,9
33.0 37,4 32,3 36,2 34,7
33.4 37,6 32,9 35,1 34,7 33,2 37,1 33,1 35,8 34,8 33,4 36,0 33,0 34,6 34,3
32.2 35,4 33,5 35,0 34,0
32.3 35,7 33,8 35,7 34,4
32.7 35,7 33,4 35,1 34,2 34,9 36,2 33,0 35,3 34,9
34.8 36,5 33,6 34,0 34,7
32.9 36,1 33,7 34,6 34,3
34.2 36,3 33,4 34,6 34,6
32.8 32,4 33,5 34,6 33,3
32.3 33,0 34,2 36,1 33,9
31.9 34,2 34,3 35,9 34,1 32,3 33,2 34,0 35,5 33,8 33,6 35,3 33,4 35,1 34,3
33.1 35,6 33,4 35,3 34,3 32,6 35,9 33,6 35,3 34,4 33,1 35,6 33,5 35,3 34,4 А=0,7; В=0,6; С=0,7; АВ=1,3;
АС=1,5; ВС=1,3; АВС=2,6 А=7,6; В=0,0; С=54,0; АВ=2,0; АС=26,2; ВС=2,8; АВС=7,4
738 751 727 755
733 761 732 756 736 750
730 743
729 744
731 746
734 745 736 752 723 754
731 750
732 729 740 745 736 747 736 740
735 744
733 749
730 751 733 748
А=6; В АС=11; А=3,6; В=1 АС=15,6;
717 743 737 716 733 733
715 744 738
716 740 736 722 737 736
720 738 733
722 738 733
721 738 734 715 738 733 724 735 737 732 742 738
724 738 736 728 740 732 737 760 746 730 760 743 732 753 740 720 739 735
725 741 737 725 746 738
723 742 737 =5; С=6; АВ=10; ВС=10; АВС=19 ,5; С=64,0; АВ=6,7; ВС=3,1; АВС=5,4
43,3 47,2 51,0 51,0
50.7 52,3 48,3 50,2 38,0 40,2 39,5 42,5 38,0 41,7 38,5 41,4 42,3 45,0 43,0 44,7
44.0 42,5
43.1 44,1 38,3 40,5 34,3 34,5
37.8 35,5
36.8 36,8
40.5 43,2
41.9 43,2
42.6 43,0
41.7 43,1 А=1,4; В=
АС=2,8; А=54,0; В= АС=3,2;
51,3 52,5 48,6 54,0 52,5 52,1 52,8 53,8 52,4 52,7 52,9 51,0 45,7 46,8 42,7
46.7 47,7 44,1
44.5 43,3 41,9
45.6 45,9 42,9
49.2 50,0 46,6 47,0 49,7 46,1
45.3 46,0 44,5
47.2 48,6 45,7
47.3 48,8 43,7
44.5 45,3 39,6
31.8 43,8 37,2 41,2 45,9 40,2
48.4 49,5 45,4 48,0 48,8 45,5
43.6 46,7 44,0
46.7 48,3 45,0 1,2; С=1,4; АВ=2,5; ВС=2,5; АВС=4,9 1,6; С=23,7; АВ=8,3; ВС=4,2; АВС=5,1
Отмеченное влияние предшественников и средств химизации на стекловидность зерна пшеницы проявлялось с такой же закономерностью на фоне сочетания этих факторов между собой и с обработками почвы, а действие последних изменялось как в зависимости от предшественника, так и от уровня интенсивности возделывания культуры. Если на пшенице по пару отказ от основной обработки почвы и переход к прямому посеву на экстенсивном фоне сопровождался снижением стекловидности зерна на 7,4...7,7 %, а на фоне пестицидов - на 3,8.5,1 %, то на фоне удобрений и их совместного использования с пестицидами - лишь на 1,3.2,7 % при НСР05 для частных различий 4,9 %.
При размещении пшеницы после гороха и овса достоверных различий в формировании стекловидности зерна по фонам основной обработки почвы не установлено, тогда как при бессменном возделывании культуры переход на No-till технологию обеспечивал ее устойчивое повышение с увеличением различий на фоне применения пестицидов и особенно удобрений.
По результатам дисперсионного анализа (табл. 2) в среднем за все годы исследований (2011-2019 гг.) варьирование содержания белка в зерне пшеницы определялось в основном влиянием средств химизации (47,8 %), а также предшественников (31,9 %), обработки почвы (6,8 %) и взаимодействием этих двух факторов (9,8 %), тогда как вклад взаимодействия средств химизации с предшественниками или обработкой почвы, а также всех факторов был незначительным (0,4.1,2 %).
В засушливые годы (201 1, 2012, 2014) вклад средств химизации в дисперсию содержания белка не проявлялся (0,3 %), а всех других факторов и их взаимодействий составлял от 9,2 до 31,3 %. В умеренно увлажненные годы (2015-2016 и 2017-2019 гг.) наибольшее влияние на изменение величины этого по-
казателя оказывали средства химизации (51,6.56,4 %) и предшественники (13,2.33,4 %). Доля вклада обработок почвы (2,7.13,8 %) и их взаимодействия с предшественниками (6,6.7,1 %) была значительно ниже, а взаимодействия средств химизации с предшественниками, обработками почвы или всех факторов - малозначимой (1,2.5,8 %).
В сухие годы более высокое содержание белка отмечено в зерне пшеницы по пару и гороху (13,1.13,2 %), в сравнении с размещением после овса (12,9 %) и бессменным возделыванием культуры (12,6 %), а также на фоне прямого посева (12,7.13,3 %) и мелкой плоскорезной обработки почвы (12,6...14,0 %), в сравнении с глубокой (12,2.13,2 %).
В умеренно увлажненные годы содержание белка в зерне пшеницы достоверно снижалось в зависимости от предшественника с 11,8.12,3 % по пару и 11,0.11,7 % по гороху до 9,6.11,1 % по овсу и 9,8.11,0 % при бессменном возделывании, а в зависимости от уровня химизации, прежде всего удобрений - с 11,7.12,6 % на интенсивном до 9,4.10,5 % на экстенсивном фонах. Содержание белка в зерне пшеницы на фонах с мелкой и глубокой обработками было примерно одинаковым (10,9.12,1 и 10,5.11,7 %), а при отказе от основной обработки достоверно снижалось до 10,3.10,8 % при НСР05 для фактора 0,2.0,4 (см. табл. 2).
Содержание клейковины в зерне пшеницы в среднем за все годы исследований (2011-2019 гг.) определяло (табл. 3) в основном действие средств химизации (55,5 %), а также предшественников (25,6 %), обработок почвы (6,1 %) и их взаимодействие (9,2 %), тогда как вклад взаимодействия средств химизации с предшественниками или обработками почвы, а также всех факторов был незначительным (0,9.1,7 %).
В засушливые годы (2011, 2012, 2014 гг.) вклад средств химизации и их взаимодействия с обработками
Таблица 2. Содержание белка (%) в зерне пшеницы в зависимости от увлажнения года, предшественника, обработки почвы и уровня применения средств интенсификации
Предшественник (фактор
А)_
Обработка почвы (фактор В)
Условия увлажнения / уровень химизации (фактор С)
засушливые (2011 2012, 2014 гг.)
0
У+П среднее
2015-2016 гг.
умеренно увлажненные
0 У+П среднее
2017-2019 гг.
0 П У У+П среднее
среднее (2011-2019 гг.)
0 У+П среднее
Пар
Овес
Горох
Бессменная пшеница
Среднее
НСР05 для ров
БО МПО ГПО среднее БО МПО ГПО среднее БО МПО ГПО среднее БО МПО ГПО среднее БО МПО ГПО среднее факто-
Доля влияния факторов, %
13.8
12.5
13.1
13.2
12.7
12.9
12.3
12.6 13,6
14.1 12,0
13.2
13.6
12.8
12.7
13.0
13.4
13.1
12.5 13,0
12, 13 13, 13 13, 13, 12
13, 13
14, 12 13, 11 12, 12, 12 12, 13 12, 12
А=0,6; В АВ=1,0 ВС=0,7; А=13,7; В АВ=31,3 ВС=9,2;
13,3 12,9 13,2
13.1
13.2
13.1
12.5 12,9
13.3
14.0
12.2 13,2 12,7
12.6 12,6 12,6
13.1 13,1 12,6 13,0
0,5; С=0,4; ; АС=0,8; АВС=1,4 16,0; С=0,3; ; АС=17,2; АВС=12,4
9.8 12,2
12.5 13,8
11.7 13,5 11,4 13,2
9.9 10,4
10.6 13,0
10.8 12,0
10.4 11,8 10,6 12,2 11,3 13,6 10,3 12,6
10.7 12,8 9,6 11,9 9,0 12,8 9,6 13,1 9,4 12,6 10,0 11,7
10.8 13,3 10,6 12,8
10.5 12,6
11,0 13,1 12,6
12.3 10,1 11,8
11.4 11,1 11,4 12,4
11.4
11.7
10.8 10,9 11,3 11,0 10,8 12,1 11,7
11.5
А=0,4; В=0,4; С=0,3; АВ=0,7; АС=0,6; ВС=0,5; АВС=1,0 А=13,2; В=13,8; С=56,4; АВ=6,6; АС=5,8; ВС=1,2; АВС=3,0
9,1 11,6 12,1 10,9 8,5
8.4
8.5
8.5
9.6 10,0 10,2 9,9 9,0 8,6 8,6
8.7 9,0 9,6 9,9 9,5
9.4 11,9 11,4 10,9
8.7
8.5
8.6 8,6
9.8
10,4 12
11 12, 11, 11, 10, 11, 11, 12, 11, 11,
А=0,2; В=0,2; АС=0,5; ВС
9,5 9,9 8,5 8,2 7,9 8,2 9,1 9,7 9,4 9,4
9 11,9 3 13,4 2 12,8 8 12,7 10,9 11,8 9,8 10,8
12.4 12,8 11,2 12,1 11,2 11,1
10.5 11,0
11.6 0 12,3 6 11,1 7 11,7
10,6 12,5
12.3 11,8
9.7
9.8
9.4 9,6 11,1
11.4 10,7 11,0 10,0 10,0
9.5 9,8 10,3 10,9
10.5
10.6
С=0,2; АВ=0,4; 0,4; АВС=0,8
11.1 12,3
12.2 13,4
12.3 13,2 11,9 13,0
10.4 11,8 10,6 12,6
10.5 11,4 10,5 11,9 11,4 12,5
11.8 13,4
10.9 12,0 11,4 12,7 10,9 11,6 10,2 12,0
10.4 11,9
10.5 11,8 11,0 12,1 11,2 12,9 11,0 12,1 11,1 12,4
А=33,4; В=2,7; С=51,6; АВ=7,1 АС=1,4; ВС=2,3; АВС=1,6
11.7
12.8 12,7
12.4 11,1 11,6 11,0 11,2 12,0 12,6
11.5 12,0 11,3 11,1 11,1 11,2
11.5 12,1
11.6 11,7
А=0,3; В=0,3; С=0,2; АВ=0,6; АС=0,4; ВС=0,4; АВС=0,8 А=31,9; В=6,8; С=47,8; АВ=9,8; АС=0,4; ВС=1,2; АВС=1,2
Таблица 3. Содержание клейковины (%) в зерне пшеницы в зависимости от увлажнения года, предшественника, обработки почвы и уровня применения средств интенсификации
Предше-ствен-ник (фактор А)
Обработка почвы (фактор В)
Условия увлажнения / уровень химизации (фактор
засушливые (2011,2 2012, 2014 гг.)
У+П
среднее
2015-2016 гг.
умеренно увлажненные
У+П
среднее
2017-2019 гг.
П
У+П
среднее
С)
среднее (2011-2019 гг.)
У+П
среднее
БО МПО ГПО среднее БО МПО ГПО среднее БО МПО ГПО среднее БО МПО ГПО среднее БО МПО ГПО среднее НСР05 для факторов
Доля влияния факторов, %
Пар
Овес
Горох
Бессменная пшеница
Среднее
33,0 31,5 32,2
31.2 31,6 31,4
31.3 31,8 31,5 31,8 31,6 31,7
29.8 31,5 30,7
30.9 30,6 30,7 31,3 30,8 31,1 30,7 31,0 30,8
31.2 30,6 30,9
33.3 33,0 33,1
28.2 29,7 29,0 30,9 31,1 31,0
32.4 29,7 31,0
31.3 30,1 30,7
31.7 30,9 31,3
31.8 30,2 31,0
31.6 30,8 31,2
31.7 31,3 31,5 30,6 30,8 30,7 31,3 31,0 31,1 А=1,0; В=0,9; С=0,7;
АВ=1,8; АС=1,5; ВС=1,3; АВС=2,6 А=9,0; В=7,9; С=2,0; АВ=53,9; АС=11,0; ВС=2,9; АВС=13,3
21.5 26,6 24,0
27.0 29,4 28,2
25.4 29,4 27,4
24.6 28,4 26,5 20,9 22,7 21,8
23.1 28,9 26,0 22,8 25,8 24,3
22.3 25,8 24,0
22.2 25,3 23,8
24.1 29,1 26,6 21,6 27,2 24,4 22,6 27,2 24,9
20.2 26,3 23,3
18.5 27,7 23,1
19.4 26,9 23,1 19,4 26,9 23,2 21,2 25,2 23,2
23.2 28,8 26,0
22.3 27,3 24,8 22,2 27,1 24,7
А=0,8; В=0,7; С=0,6; АВ=1,5; АС=1,2; ВС=1,0; АВС=2,1 А=14,8; В=12,0; С=56,8; АВ=6,2; АС=6,1; ВС=1,0; АВС=3,0
17,9 23,9 24,9 22,3
17.1
16.2
15.2 16,2 20,6 21,8 21,5
21.3 19,2
16.5 18,1 17,9 18,7
19.6 19,9
19.4
19.3 26,2
24.6
23.4
18.5
17.1 17,4
17.7
21.3
23.8 21,0 22,1
18.2
16.4
17.2
17.3 19,3
20.9 20,0 20,1
А=0,6; В=0,5; С АС=1,1; ВС=1
23,9 27,8 27,4 26,4 22,4 21,8 22,0 22,0 26,6 26,6
26.4
26.5
24.6 25,8 24,5
25.0
24.4
25.5
25.1 25,0
25,5
29.1 27,4
27.4 23,3
25.5 21,1
23.3
27.7
28.4
24.8
26.9
25.3 25,7
24.2
25.1
25.4
27.2 24,4 25,7
21.7
26.8 26,1 24,9
20.3 20,2 18,9 19,8
24.0 25,2
23.4
24.2 21,8
21.1 21,0
21.3 22,0
23.3
22.4
22.5
=0,6; АВ=1,0; 0; АВС=2,0
А=29,0; В=2,1; С=53,2; АВ=8,3; АС=3,2; ВС=1,6; АВС=2,5
24.6 27,9 26,3 27,5 30,0 28,8
27.4 29,6 28,5
26.5 29,2 27,8
23.0 26,1 24,5 23,5 28,2 25,9 23,3 25,9 24,6 23,3 26,7 25,0
25.1 28,2 26,6
26.7 30,2 28,5
24.0 27,3 25,6
25.2 28,5 26,9
24.5 27,1 25,8
22.6 27,8 25,2 23,6 27,4 25,5 23,6 27,4 25,5
24.3 27,3 25,8
25.1 29,1 27,1
24.5 27,5 26,0
24.6 28,0 26,3 А=0,7; В=0,6; С=0,5;
АВ=1,2; АС=1,0; ВС=0,8; АВС=1,7 А=25,6; В=6,1; С=55,5; АВ=9,2; АС=0,9; ВС=1,1; АВС=1,7
почвы в дисперсию содержания клейковины был незначительным (2,0.2,9 %), тогда как предшественников, обработок почвы, взаимодействия предшественников и средств химизации - существенным (7,9.13,3 %), а взаимодействия предшественника и обработки почвы - наибольшим в опыте (53,9 %).
В умеренно увлажненные годы (2015-2016 и 2017-2019 гг.) наибольший вклад в изменение содержания клейковины в зерне вносили средства химизации (53,2.56,8 %) и предшественники (14,8.29,0 %). Доля вклада обработки почвы (2,1. 12,0 %) и ее взаимодействия с предшественником (6,2.8,3 %) была существенно ниже, а взаимодействия средств химизации с предшественниками или обработками почвы и всех факторов была малозначимой (1,0.6,1 %).
В сухие годы проявлялась устойчивая тенденция повышения содержания клейковины в зерне пшеницы по пару (31,7 %), в сравнении с размещением после гороха (31,0 %), овса (30,8 %) и в бессменных посевах культуры (31,0 %), а также на фоне прямого посева (30,7.32,2 %) и мелкой плоскорезной обработки почвы (30,7.33,1 %), в сравнении с глубокой обработкой (29,0.31,5 %).
В умеренно увлажненные годы отмечено достоверное снижение содержания клейковины в зерне пшеницы в зависимости от предшественника - с 24,9.26,5 % по пару и 24,2.24,9 % по гороху до 19,8.24,0 % по овсу и 21,3.23,2 % в бессменных посевах, а также в зависимости от уровня химизации, прежде всего применения удобрений - с 25,0.27,1 % на интенсивном до 19,4.22,2 % на экстенсивном фонах. Содержание клейковины в зерне пшеницы на фонах с мелкой и глубокой обработками (23,3.26,0 и 22,4.24,8 %) было достоверно выше, чем на необработанном фоне (22,0.23,2 %) при НСР05 для фактора 0,5.0,7 % (см. табл. 3).
Выводы. Масса 1000 зерен и натура пшеницы, определяющиеся действием средств химизации (54,0. 64,0 %) и их взаимодействием с предшественниками (15,6.26,2 %), возрастали в среднем с 33,1 г и 733 г/л в контроле до 35,6 г и 748 г/л при использовании пестицидов, положительного влияния удобрений не отмечено. Стекловидность зависела от предшественников (54,0 %) и средств интенсификации (23,7 %), снижалась от пара (51,0 %) к бессменной пшенице (40,2 %) и увеличивалась от контроля (41,7 %) к фону с совместным применением удобрений и пестицидов (48,3 %). При переходе от глубокой к мелкой обработке и к прямому посеву стекловидность пшеницы по пару снижалась, по гороху и овсу - мало изменялась, а при бессменном посеве -возрастала. На интенсивном фоне влияние обработок почвы на стекловидность зерна пшеницы после пара ослабевало, а в бессменных посевах - усиливалось.
В сухие годы пшеница формирует зерно с высоким содержанием белка (11,9.14,1 %) и клейковины (28,2.33,3 %). Больше всего белка (13,1.13,2 %) и клейковины (31,0.31,7 %) содержалось в зерне пшеницы по пару и гороху, в сравнении с овсом (12,9 и 30,8 %) и бессменным возделыванием (12,6 и 31,0 %), а также на фоне No-till (12,7.13,3 и 30,7.32,2 %) и мелкой плоскорезной обработки (12,6...14,0 и 30,7.33,1 %), в сравнении с глубокой (12,2.13,2 и 29,0.31,5 %).
Во влажные годы содержание белка в зерне составляло 7,9.13,8, клейковины - 15,2.29,1 % и определялось действием средств химизации и предшественников с долей влияния этих факторов соответственно 51,6.56,8 % и 13,2.33,4 %. Содержание белка в зерне в зависимости от предшественника снижалось с 11,8.12,3 % в пшенице по пару до 9,8.11,0 % в пшенице, возделываемой бессменно, а в зависимости от средств химизации - с 11,7.12,6 % на интенсивном до 9,4.10,5 % на экстенсивном фонах. Содержание
клейковины снижалось с 24,9.26,5 % в зерне пшеницы по пару до 21,3.23,2 % при бессменном посеве, и с 25,7.27,1 % на интенсивном до 19,4.22,2 % на экстенсивном фонах. Отказ от обработки почвы под
пшеницу, возделываемую в севообороте или бессменно, сопровождался уменьшением содержания белка с 10,5.12,1 % до 10,3.10,8 %, а клейковины - с 22,4.26,0 % до 22,0.23,2 %.
Литература.
1. Жученко А. А. Ресурсный потенциал производства зерна в России (теория и практика). М.: Агрорус, 2004. 1009 с.
2. Перспективные возможности использования молекулярно-генетических подходов для управления технологическими свойствами зерна пшеницы в контексте цепочки «зерно - мука - хлеб» / Е. К. Хлесткина, Т. А. Пшеничникова, Н. И. Усенко и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016. Т. 20. № 4. С. 511-527.
3. Юшкевич Л. В., Щитов А. Г., Пахотина И. В. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от технологии возделывания в лесостепи Западной Сибири // Земледелие. 2019. № 1. С. 32-34.
4. Першукевич П. М., Тю Л. В., Гриценко Г. М. Проблемы и перспективы развития зерновой отрасли и рынка зерна в Сибирском федеральном округе //Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 10. С. 5-8.
5. Кирюшин В. И. Управление плодородием почв и продуктивностью агроценозов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия // Почвоведение. 2019. № 9. С. 1130-1139.
6. Айдиев А. Я., Лазарев В. И., Котельникова М. Н. Совершенствование технологий возделывания озимой пшеницы в условиях Курской области // Земледелие. 2017. № 1. С. 37-39.
7. Корепанова Е. В., Галиев Р. Р., Гореева В. Н. Реакция сортов льна масличного ВНИИМК 620 и Северный на приемы зяблевой обработки почвы в Среднем Предуралье // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2019. Т. 14. № 1 (52). С. 27-33.
8. Черкасов Г. Н., Пыхтин И. Г., Гостев А. В. Ареал применения нулевых и поверхностных обработок при возделывании колосовых культур на территории Европейской части Российской Федерации // Земледелие. 2017. № 2. С. 10-14.
9. Усенко В. И., Усенко С. В. Эффективность азотных удобрений при возделывании пшеницы по традиционным и No-till технологиям в лесостепи Алтайского Приобья // Земледелие. 2017. № 8. С. 32-35.
10. Long-term tillage on yield and water use of grain sorghum and winter wheat / A. J. Schlegel, Y. Assefa, C. R. Thompson, et al. //Agronomy Journal. 2018. Vol. 110. No. 1. Pp. 269-280.
11. Cook R. L., Trlica A. Tillage and fertilizer effects on crop yield and soil properties over 45 years in Southern Illinois //Agronomy Journal. 2016. Vol. 108. No. 1. Pp. 415-426.
12. Средообразующая роль фитосанитарных культур, возделываемых по No-till технологии, в севооборотах / А. Н. Власенко, Н. Г. Власенко, П. И. Кудашкин и др. //Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 6. С. 5-9.
13. Синещеков В. Е., Васильева Н. В., Дудкина Е. А. Экономическая эффективность производства зерна // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2018. Т. 13. № 4 (51). С. 160-167.
14. Поляков Д. Г., Бакиров Ф. Г. Органическая мульча и no-till в земледелии: обзор зарубежного опыта // Земледелие. 2020. № 1. С. 3-7.
15. Оценка степени физической деградации и пригодности черноземов к минимизации основной обработки почвы / Т. А. Трофимова, С. И. Коржов, В. А. Гулевский и др. // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1125-1131.
16. Особенности севооборотов и обработки почвы в условиях рискованного земледелия Западной Сибири /А. П. Дро-бышев, М. И. Мальцев, В. П. Олешко и др. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2017. № 12. С. 42-48.
17. Усенко В. И., Усенко С. В. Эффективность применения минеральных удобрений под яровую пшеницу в зависимости от предшественника, обработки почвы и средств защиты растений в лесостепи Алтайского Приобья // Земледелие. 2016. № 8. С. 4-8.
References
1. Zhuchenko AA. Resursnyi potentsial proizvodstva zerna v Rossii (teoriya i praktika) [Resource potential of grain production in Russia (theory and practice)]. Moscow: Agrorus; 2004. 1009 p. Russian.
2. Khlestkina EK, Pshenichnikova TA, Usenko NI, et al. [Promising opportunities for using molecular genetic approaches to control the technological properties of wheat grain in the context of the chain "grain - flour - bread"]. Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2016;20(4):511-27. Russian.
3. Yushkevich LV, Shchitov AG, Pakhotina IV. [Yield and grain quality of spring wheat, depending on the technology of cultivation in the forest-steppe of Western Siberia]. Zemledelie. 2019;(1):32-4. Russian.
4. Pershukevich PM, Tyu LV, Gritsenko GM. [Problems and prospects for the development of the grain industry and the grain market in the Siberian Federal District]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2019;33(10):5-8. Russian.
5. Kiryushin VI. [Management of soil fertility and productivity of agrocenoses in adaptive landscape farming systems]. Pochvovedenie. 2019;(9):1130-9. Russian.
6. Aidiev AYa, Lazarev VI, Kotel'nikova MN. [Improving the technology of winter wheat cultivation under conditions of the Kursk region]. Zemledelie. 2017;(1):37-9. Russian.
7. Korepanova EV, Galiev RR, Goreeva VN. [The reaction of oilseed flax varieties of VNIIMK 620 and Severny to methods of autumn tillage in the Middle Urals]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019;14(1):27-33. Russian.
8. Cherkasov GN, Pykhtin IG, Gostev AV. [The area of application of zero and surface treatments for the cultivation of cereals in the European part of the Russian Federation]. Zemledelie. 2017;(2):10-4. Russian.
9. Usenko VI, Usenko SV. [Efficiency of nitrogen fertilizers in wheat cultivation according to traditional and no-till technologies in the forest-steppe of Altai Ob]. Zemledelie. 2017;(8):32-5. Russian.
10. Schlegel AJ, Assefa Y, Thompson CR, et al. Long-term tillage on yield and water use of grain sorghum and winter wheat. Agronomy Journal. 2018;110(1):269-80.
11. Cook RL, Trlica A. Tillage and fertilizer effects on crop yield and soil properties over 45 years in Southern Illinois. Agronomy Journal. 2016;108(1):415-26.
12. Vlasenko AN, Vlasenko NG, Kudashkin PI, et al. [The environment-forming role of phytosanitary crops cultivated by no-till technology in crop rotations]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2019;33(6):5-9. Russian.
13. Sineshchekov VE, Vasil'eva NV, Dudkina EA. [Economic efficiency of grain production]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2018;13(4):160-7. Russian.
14. Polyakov DG, Bakirov FG. [Organic mulch and no-till in agriculture: a review of foreign experience]. Zemledelie. 2020;(1):3-7. Russian.
15. Trofimova TA, Korzhov SI, Gulevskii VA, et al. [Assessment of the degree of physical degradation and the suitability of chernozems to minimize primary tillage]. Pochvovedenie. 2018;(9):1125-31. Russian.
16. DrobyshevAP, Mal'tsev MI, Oleshko VP, et al. [Peculiarities of crop rotation and soil cultivation under conditions of risky agriculture in Western Siberia]. VestnikAltaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017;(12):42-8. Russian.
17. Usenko VI, Usenko SV. [The efficiency of the use of mineral fertilizers for spring wheat, depending on the forecrop, tillage and plant protection products in the forest-steppe of Altai Ob region]. Zemledelie. 2016;(8):4-8. Russian.
