CC BY
33
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА С.-Х. ПРОДУКЦИИ
Известия ТСХА, выпуск 3, 2009 год
УДК 633.11.004.12
ПРОИЗВОДСТВО ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ
Н.М. ЛИЧКО, Г.И. ВАУЛИНА*, Е.А. РОСТИКОВ, С.Н. КОЛОМИЕЦ
(Кафедра хранения переработки и товароведения продукции растениеводства)
Изучено влияние различных доз азотных удобрений на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы, выращиваемой на дерново-подзолистой сред-неокультуренной почве по пласту многолетних бобово-злаковых трав. Выявлены оптимальные дозы азотных удобрений и сорта пшеницы, обеспечивающие урожайность до 5—6 т/га и высокое качество зерна. Результаты исследований вл ютс научным обоснованием совершенствовани технологии возделывани озимой пшеницы на дерново-подзолистых среднеокультуренных почвах Центрального района Нечерноземной зоны.
Ключевые слова: Нечерноземье, пшеница, сорт, агротехника, удобрения, зерно, урожайность, качество, натура, стекловидность, крупность, выравненность, клейковина, свойства теста, хлеб.
Для обеспечения продовольственной условия х генетический потенциал в
безопасности России ежегодно долж- этом регионе используется менее чем
но производиться 135 млн т. зерна, наполовину. Урожайность озимой пше-
в т.ч. на продовольственные цели — ницы за 2004-2007 гг. составила всего
25-27 млн т., на корм скоту и птице — от 1,85 до 2,33 т/га [1]. Опыт передо-
70,0-72,2, на семена — 15,6-16,2, на вых хозя йств и экспериментальные
создание страховых и переходя щих данные научных исследований пока-запасов семя н и зернопродуктов — зывают, что при соблюдении зональ-
7,7-8,3 млн т [2, 4]. ной интенсивной технологии в этом
На душу населения необходимо око- регионе можно получать урожайность
ло 1 т зерна в год. В 2004-2007 гг. сред- 5-7 т/га [3, 5, 7, 8].
недушевое производство зерна в на- Еще более актуальна задача улуч-
шей стране составило 543-576 кг/чел шени качества зерна. Дол продо-
[1]. Дл увеличени производства зер- вольственной пшеницы в данном региона необходимо дальнейшее совершен- не составляет всего 50%. Известно, что
ствование технологии возделывани решающее вли ние на улучшение тех-
зерновых культур. нологических свойств зерна оказывают
Особенно остра проблема уве- азотные удобрени . Данные о вли нии
личени продуктивности посевов и удобрений на хлебопекарные свойства
качества зерна остаетс дл густо- пшеницы в литературе противоречивы.
населенного ЦРНЗ. В современных Одни исследователи считают, что не-
ЦОС ВНИИА.
*
обходимо дробное внесение высоких доз азотных удобрений — 150-180 кг/га [3], другие утверждают, что можно получить качественное зерно и при умеренных дозах азота, если пшеницу высевать по лучшим предшественникам, использовать сорта с генетически высокими хлебопекарными свойствами и применять удобрения на фоне химических средств защиты растений [5, 7, 8].
В современных условия х при ограниченных ресурсах удобрений, их дороговизне возрастает роль адаптивноландшафтного земледелия, его био-логизации, интегрированного приме-нени удобрений с агротехническими приемами повышени плодороди почв [6]. Важнейшим фактором биологиза-ции земледелия, повышения урожайности и качества вл етс использование многолетних бобово-злаковых трав в качестве предшественника.
Цель исследований — уточнить дозы и сроки внесени азотных удобрений под озимую пшеницу разных сортов, выращиваемую по пласту бобово-злаковых трав дл повышени урожайности и качества зерна.
Методика
Исследования проводили на Центральной опытной станции ВНИИА (Московская обл.) и на кафедре хранения , переработки и товароведения продукции растениеводства РГАУ -МСХА имени К.А. Тимиря зева в период 2001-2005 гг.
Агрохимическая характеристика почвы. Почва опытного участка дерново-подзолистая тя желосуглини-стая среднеокультуренная . Содержание гумуса 1,99-2,08% (по Тюрину), подвижного фосфора и обменного калия — 8,7-10,8 и 14-16 мг/100 г почвы (по Кирсанову) соответственно, рН — 6,0-6,3.
1 сол. ’ ’
Схема опыта. Опыт краткосрочный двухфакторный заложен в севообороте методом расщепленных деля нок в трёх повторност х. В разные годы изучали
от 7 до 10 вариантов минерального питания. В 2001 г. 7 вариантов: 1 — без удобрений (контроль), 2 — Р60К60 под культивацию, 3 — М45 под культивацию, 4 — М90 под культивацию, 5 — М45Р60К60 под культивацию, 6 — М90Р60К60 под культивацию, 7 — М45+90Р60К60 (45 кг азота под культивацию + 90 кг/га в весеннюю корневую подкормку). С 2002 г. в схему опыта включен вариант М135Р60К60 под куль-
а с 2004 г. -- Мз0+30+30Р60К60
(30 кг азота под культивацию + 30 в весеннюю подкормку + 30 кг/га в некорневую подкормку в фазу цветения), а также М45+45+45Р60К60 (45 кг азота под культивацию + 45 в весеннюю подкормку + 45 в корневую подкормку в фазу цветени ).
Азотные подкормки при возобновлении вегетации и в фазу цветени в виде корневой подкормки проводили аммиачной селитрой, а некорневую подкормку — 30%-м раствором мочевины с расходом жидкости 200 л/га. Химические средства защиты растений использовали фоном.
Агротехника возделывания озимой пшеницы общеприн та дл Московской обл. Предшественник — многолетние бобово-злаковые травы 3, 2 и 1-го года использовани . Сроки сева: конец августа — начало сентября. Норма высева — 6,5-7,0 млн шт/га (280-300 кг/га) всхожих семя н, глубина заделки — 5-7 см, узкорядный посев. За 3-4 дня до посева проводили влажное протравливание сем н фунгицидом байтан-универсал.
Уборку урожая проводили поделя -ночно методом сплошного обмолота комбайном «Сампо-500». Урожайность зерна пересчитывали на 14%-ю влажность и 100%-ю чистоту. Качество зерна оценивали по полной технологической схеме. Физико-химические показатели качества зерна опреде-л ли в соответствии с действующими ГОСТами. Помол зерна проводили с получением муки 70±2% выхода. Физические характеристики теста
определяли на фаринографе по ГОСТ Р 51404-99 и альвеографе по ГОСТ Р 51415-99. Пробную лабораторную выпечку хлеба проводили безопарным методом с интенсивным замесом теста (методика ВЦОКС).
Материалом для исследований служили 5 сортов озимой пшеницы: Полесская безостая (сорт Украинской селекции), Московская 39, Памяти Федина, Инна, Лютесценс 33 (выведены в НИИСХ ЦРНЗ). Из указанных сортов 3 районированные: Московска 39 (сильна пшеница), Инна и Пам -ти Федина (ценные пшеницы). Сорта Лютесценс 33 и Полесска безоста нерайонированные.
Метеорологические услови в годы исследований были контрастными (рис. 1). Все 5 лет исследований осенний, весенний и летний периоды вегетации были теплее по сравнению с многолетними данными, за исключением июня 2003 г. Зимой 2000-2001 и 2004-2005 гг. наблюдались неблагопри-тные услови перезимовки растений, что способствовало изреживанию посевов. В остальные годы осенне-зимние услови и перезимовка растений про-
ходили при благопри тных услови х. Однако возобновление вегетации в 2003 г. сопровождалось заморозками, что послужило причиной поврежде-ни и частичной гибели растений от выпирани . Самый теплый был 2002 г., самый холодный — 2003 г.
По влагообеспеченности растений наблюдались более существенные различи . Осенний период избыточно увлажненным был в 2001 и 2003 гг. Максимальное количество осадков в осенне-зимний период выпало в 20002001 гг. (193,9 мм), что отрицательно сказалось на перезимовке растений. Весной в начале вегетации во все годы наблюдалс дефицит влаги. В фазу трубковани избыток влаги был в 2001 и 2004 гг., недостаток — в 2002, 2003 и 2005 гг. Самые неблагопри тные условия влагообеспеченности в этот период были в 2005 г., что не могло не сказаться на урожайности. Период колошения во все годы, кроме 2002, проходил при избыточном увлажнении.
Наиболее контрастные услови по влагообеспеченности растений наблюдались в период налива и созревани
3,5 3,0 Ё 2,5 & 2,0
&
СП
с
« 1,5 5
а
с
т 1,0
3
1
а
Ё 0,5
а
з
и 0,0
'ЯШ
ни
Ср>
тднтмноголттниг
Дс| ннш е
□ начало весенней вггетации-трубкование
□ колошение
■ цветение - полная нпелость
I трубкование
□ начало тесенней вегетации - цветенин
□ начало весенней вегетации - полная спелость
Рис. 1. ГТК по фазам развития растений
зерна. Июнь избыточно увлажненным был в 2 001 и 2005 гг. — осадков выпало в 2 раза больше нормы, сухим — в 2002 и нормально увлажненным — в 2 004 г. Июль был сухим в 2002 и 2 003 гг. (осадков менее 50 мм), избыточно увлажненным — в 2004 г. и особенно в 2005. Гидротермический коэффициент в период формирования и налива зерна в 2002, 2003, 2004 гг. был в пределах
0,6-1,0. Самые неблагоприя тные усло-ви дл формировани качества зерна сложились в 2004 и 2005 гг.
Условия уборки в 2001, 2002, 2004 и 2005 гг. были благоприятными. В 2003 г. дождливая погода, установившая ся с фазы восковой спелости, не позволила вовремя убрать урожай и способствовала прорастанию зерна на корню.
Результаты и их обсуждение
Урожайность озимой пшеницы всех сортов в годы исследований находилась в сильной зависимости от уровн минерального питания, погодных условий и биологических особенностей сор-
та. В среднем за 5 лет минимальна урожайность была в контрольном варианте и по сортам колебалась от 2,51 до 2,72 т/га (табл. 1).
Одностороннее внесение фосфорнокалийных удобрений не дало существенной прибавки урожайности, что объясня ется хорошей обеспеченностью доступным фосфором и калием. Все изучаемые дозы азотных удобрений как при одностороннем применении, так и на фоне Р60К60 существенно повышали продуктивность всех сортов озимой пшеницы.
Максимальная прибавка от азотных удобрений установлена при одностороннем их внесении под культивацию в дозе Иад. В среднем за 5 лет она составила в зависимости от сорта 2,062,29 т/га. При совместном применении этой дозы с фосфорно-калийными удо-брени ми дальнейшей прибавки или не было, или различия были недостоверны. При увеличении дозы азотных удобрений до 135 кг/га была только тенденция к повышению урожайности. Продуктивность озимой пшеницы в
Т а б л и ц а 1
Влияние минеральных удобрений на урожайность зерна озимой пшеницы, т/га
(средние данные за 2001-2005 гг)
Вариант Полесская безостая Московская 39 Памяти Федина Инна В средние по А (за 20012005 гг.) Лютесценс 33 (средние за 2001-2004 гг.)
уро- жай- ность +/- к контролю уро- жай- ность +/- к контролю уро- жай- ность +/- к контролю уро- жай- ность +/- к контролю НСР05= =0,45 уро- жай- ность +/- к контролю
1 — без удобр. 2,72 — 2,61 — 2,59 — 2,51 — 2,60 3,24 —
м і Р сг> 3 ЗІ 3 2,81 0,09 2,89 0,28 2,69 0,10 2,62 0,11 2,75 3,40 0,16
3 — N45 4,15 1,43 4,01 1,40 4,10 1,51 3,72 1,21 3,99 4,85 1,61
4 — ^0 4,93 2,21 4,90 2,29 4,71 2,12 4,59 2,08 4,78 5,30 2,06
5 — ^5Р60К60 4,12 1,40 4,19 1,58 4,07 1,48 4,09 1,58 4,12 4,98 1,74
6 — ^0Р60К60 5,03 2,31 4,89 2,28 4,78 2,19 4,64 2,13 4,83 5,42 2,18
7 — ^5+90Р60К60 5,17 2,45 4,96 2,35 4,81 2,22 4,68 2,17 4,91 5,43 2,19
В среднем по В НСР05= 0,14 4,13 — 4,06 — 3,97 — 3,83 — — 4,66 —
НСР„5(,)=0,45 — значимость разностей между частными средними по делянкам
1-го порядка — эффект уровней питания для разных сортов НСР05(И)=0,36 — значимость разностей между частными средними по делянкам
2-го порядка — эффект сорта при разных уровнях питания
ЦРНЗ очень сильно меня лась в зависимости от погодных условий. Сама низкая урожайность была в годы с плохими условия ми перезимовки в 2001 и 2005 гг. В варианте без удобрений в
2001 г. урожайность в зависимости от сорта колебалась от 1,86 до 3,03 т/га, в 2005 г. — от 0,81 до 0,96 т/га. При благоприятных температуро-влаж-ностных условиях в 2004 г. была получена максимальная урожайность. При выращивании пшеницы по пласту бобово-злаковых трав даже без внесения минеральных удобрений урожайность была на уровне 4,38-4,86 т/га. Одностороннее применение азотных удобрений в дозе М45 и М90 на почвах, богатых фосфором и калием, увеличивало урожайность до 5,51-6,08 и 6,24-6,35 т/га соответственно.
Сортовые различия по урожайности в среднем по опыту составили от 3,83 до 4,66 т/га. Наиболее урожайными были сорта Лютесценс 33, Полесская безоста и Московска 39.
Мукомольные свойства зерна, характеризуемые такими косвенными показателями, как натура, масса 1000 зерен, выравненность, стекловидность под вли нием удобрений существенно не измен лись (табл. 2).
Показатели мукомольных свойств больше зависели от сорта и погодных условий. В 2003 г. у всех сортов сформировалось низконатурное зерно. В среднем по опыту натура колебалась в
зависимости от сорта от 719 до 742 г/л. В 2002 г. натура была высокая (820839 г/л), а в 2001, 2004 и 2005 гг. — средняя (746-785 г/л). Самые высокие показатели натуры имело зерно пшеницы сортов Московская 39 и Полесска безоста . Масса 1000 зерен колебалась от 34,4 г (2005 г.) до 41,2 г (2004 г.). Самое крупное зерно по средним данным за 5 лет было у пшеницы сорта Памяти Федина (39,4 г). Немного уступали сорта Лютесценс 33 (39,1 г), Полесска безоста (38,8 г), Инна (38,2 г). Минимальна масса 1000 зерен оказалась у сорта Москов-ска 39 (35,1 г).
Зерно всех сортов и во все годы исследований отличалось хорошей вы-равненностью (93,6-98,7%). Самые низкие значени этого показател были в
2001 г. В этом же году установлены и самые большие сортовые различи — от 92,5% (сорт Полесская безостая) до 96,9% (сорт Московская 39).
Показатель стекловидности измен лс в зависимости от погодных условий в среднем по опыту от 47,9% (2001) до 54,0% (2003). Существенные сортовые различия были только в 2003 г. — от 47,1 (Инна) до 65,5% (Московская 39). Сорт Московская 39 лидировал по этому показателю и в другие годы исследований, но не столь существенно. Азотные удобрения оказали положительное вли ние на стекловидность только в сухом 2003 г. Максимальна
Т а б л и ц а 2
Показатели мукомольных свойств зерна озимой пшеницы
(в среднем по опыту за 5 лет)
Вариант Натура Масса 1000 зерен Выравненность Стекловидность
г/л +/- к контролю г +/- к контролю % +/- к контролю % +/- к контролю
1 — без удобрений 773 - 38,0 - 97,4 - 49,3 -
2 р к 775 +2 38,2 +0,2 97,4 0 49,9 +0,6
3 — N45 777 +4 38,1 +0,1 97,6 +0,2 50,7 + 1,4
4 _ N90 775 +2 37,5 -0,5 97,3 -0,1 52,0 +2,7
5 — N^60^0 774 + 1 37,5 -0,5 97,3 -0,1 50,5 + 1,2
6 — N^^60 780 +7 38,4 +0,4 97,5 +0,1 51,1 + 1,8
7 — ^5+90Р60К60 780 +7 37,9 -0,1 97,3 -0,1 51,8 +2,5
стекловидность была получена при одностороннем внесении азотных удобрений в дозе N90 ( 58,5%), минимальная — в контрольном варианте (51,4%). В остальные годы различия были несущественны.
Таким образом, на основании анализа показателей мукомольных свойств можно говорить только о тенденции к улучшению их под влиянием удобрений.
Хлебопекарные свойства под влия -нием удобрений измен лись более существенно. Их оценивали как по косвенным показателям: массовая доля клейковины и ее качество, характеристики физических свойств теста, так и по результатам пробной выпечки.
Массовая доля клейковины очень сильно измен лась под вли нием погодных условий (табл. 3). Минимальное содержание клейковины сформировалось в зерне пшеницы всех сортов в избыточно увлажненные в период налива зерна годы: 2001, 2004 и 2 005, максимальное — в 2003 г. Без внесе-ни удобрений размах колебаний по годам составил у сорта Инна — 11,7%, у Московской 39 и Полесской безостой — 12,5, у Памяти Федина — 12,7 и у Лютесценс 33 — 14,5%.
В 2001 г. применение удобрений оказалось неэффективным. Вероятно из-за чрезмерного увлажнения в I период вегетации произошло вымывание азота из почвы. Только один сорт Московская 39 в этих условиях сформировал качественное зерно с содержанием клейковины в среднем по опыту 27,1%.
В сухом 2 002 г. массовая доля клейковины составила в среднем по опыту
23,3-27,5%. Минимальное содержание было в зерне сорта Полесска безостая, максимальное — Московская 39. Отзывчивость сортов на внесение удобрений была разная. Сорт Полесская безостая положительно реагировал даже на минимальную дозу азота (N45). Содержание клейковины увеличивалось при одностороннем внесении
азотных удобрений на 3,4, а на фоне фосфорно-калийных — на 4,3%. У сорта Лютесценс 33 максимальное содержание клейковины в зерне 28,5 и 29,2% сформировалось при удвоенной дозе азота (варианты М90 и М90Р60К60). У остальных сортов различи в содержании клейковины не превышали 2%. При увеличении дозы азота до 1 35 кг/га как при осеннем внесении под культивацию, так и при осенневесеннем (М45+90) у всех сортов наметилась тенденция к снижению этого показател .
В 2003 г. в условия х, близких к засушливым, при возделывании озимой пшеницы по пласту бобово-злаковых трав в зерне всех сортов, за исключением сорта Инны, даже без удобрений содержание клейковины в зерне было около 30% или выше. Под влия нием удобрений наметилась тенденци к снижению этого показателя в зерне сортов Памя ти Федина, Лютесценс 33 и Московская 3 9. У Полесской безостой различия были несущественны. Только у одного сорта Инна все изучаемые дозы удобрений увеличивали массовую долю клейковины на 2,1 (М45Р60К60) и 4,6% (М90 и М90Р60К60). При высоком содержании клейковины качество ее соответствовало 2-й группе.
В 2004 и 2005 гг. без внесени удобрений не удалось получить зерно 3-го класса у всех сортов. В 2004 г. внесение удобрений в дозе М90 и N^35 позволило улучшить качество зерна до требований 3-го класса у всех сортов. Но отзывчивость сортов была разная . Сорта Памя ти Федина, Инна и Лютесценс 33 обеспечили содержание клейковины свыше 23% только при дозе М135 при дробном внесении, сорт Полесска безоста — при дробном и одноразовом, сорт Московская 39 — при дозе М90.
В избыточно увлажненном 2 005 г. в период налива зерна внесение азотных удобрений не позволило улучшить качество зерна сортов Полесска безостая, Памя ти Федина и Инна. Только
Таблица 3
Показатели хлебопекарных свойств озимой пшеницы различных сортов в зависимости от удобрений
Варианты опыта
без удобрений о о 0_ о О) и N о со о со 0_ о О) о со о со N 45+45+45 Рб0Кб0
Показатель
качества 2 ф 2 ф 2 ф 2 ф 2 ф
X X X X X
СП СП с: ■з: ■з:
т— СЧ 1Л ф т— сч 1Л ф т— сч 1Л ф сч 1Л ф 1Л ф
о О о о О о о о О о о о о о О О о
о О о о О о о о О о О о о о О О о
сч СЧ сч сч ш СЧ сч сч (Ч ш сч сч СЧ сч ш сч сч СЧ ш СЧ сч ш
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Полесская безостая
Массовая доля клейковины, % 22,4 21,2 18,3 22,1 21,0 21,8 24,7 21,2 22,0 22,4 22,7 24,0 19,1 21,5 21,8 20,5 21,921,9 21,4 23,6 21,1 22,4
Степень разжижения теста, е.ф. 80 150 100 100 108 85 130 90 90 99 110 135 110 100 114 140 100 110 117 100 120 110
Валориметриче-ская оценка, ед. в. 40 25 40 39 36 39 28 43 44 39 36 26 38 40 35 30 39 39 36 43 36 40
Максимально избыточное давление, Р, мм 61 64 89 71 82 68 98 83 80 70 95 82 76 82 100 86 80 132 106
Показатель формы кривой — 1,2 1,5 1,9 1,5 — 1,4 1,0 2,1 1,5 — 1,5 0,5 1,9 1,3 1,4 0,9 2,3 1,5 0,9 2,2 1,6
Энергия деформации теста (х10'4) Дж, \Л/ 124 127 146 132 170 139 181 163 157 138 176 157 157 176 175 169 151 180 166
Объемный выход хлеба, см3 830 840 770 675 779 890 990 810 725 854 830 950 760 745 821 970 810 740 840 800 745 773
Общая хлебопекарная оценка, балл 3,0 3,1 3,3 3,3 3,2 3,6 3,4 3,8 3,6 3,6 3,2 Московская 39 3,4 3,6 3,6 3,4 3,5 3,9 3,4 3,6 3,9 3,5 3,7
Массовая доля клейковины, % 27,9 27,6 21,1 20,3 24,2 26,1 29,2 22,9 23,5 25,4 27,0 27,9 23,2 23,0 25,3 25,5 25,9 24,0 25,1 27,1 23,2 25,2
Степень разжижения теста, е.ф. 80 60 90 130 90 90 50 80 90 78 80 70 90 100 85 75 50 90 72 60 90 75
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Валориметриче-ская оценка, ед. в. 72 48 44 37 50 60 54 50 44 52 63 45 45 40 48 42 61 46 50 61 44 53
Максимально избыточное давление, Р, мм 110 100 94 101 112 96 103 104 110 96 104 103 116 93 111 107 106 120 113
Показатель формы кривой — 1,6 1,9 2,2 1,9 — 1,8 1,8 2,0 1,8 — 1,8 1,6 2,5 2,0 2,0 1,3 2,3 1,9 1,5 2,7 2,1
Энергия деформации теста (х10'4) Дж, У\1 279 206 163 216 284 204 213 234 279 234 186 233 266 255 225 249 296 231 264
Объемный выход хлеба, см3 1040 1040 875 730 921 950 1050 875 725 900 970 1040 860 740 903 1000 915 735 883 935 755 845
Общая хлебопекарная оценка, балл 4,0 3,8 3,7 3,5 3,7 3,9 4,0 3,8 3,5 3,8 3,9 Памяти Федина 3,9 3,6 3,6 3,7 3,8 4,3 3,7 3,9 4,2 3,6 3,9
Массовая доля клейковины, % 17,6 27,6 17,1 20,1 20,6 17,8 29,1 19,7 18,5 21,3 18,0 24,1 19,2 18,7 20,0 23,4 22,3 19,5 21,7 24,3 19,6 22,0
Степень разжижения теста, е.ф. 110 80 110 100 100 120 65 90 110 96 130 90 100 110 108 80 80 100 87 70 100 85
Валориметриче-ская оценка, ед. в. 33 42 38 42 39 32 47 42 36 39 32 36 38 35 35 40 46 40 42 56 39 48
Максимально избыточное давление, Р, мм 72 70 92 78 85 69 89 81 79 72 82 78 79 69 79 76 75 80 78
Показатель формы кривой — 0,8 1,3 2,0 1,3 — 0,9 1,0 1,3 1,1 — 1,1 1,0 1,3 1,1 1,1 0,9 1,4 1,1 0,9 1,6 1,2
Энергия деформации теста (х10'4) Дж, У\1 222 158 171 184 282 180 208 223 211 192 178 194 221 184 163 189 233 162 198
Объемный выход хлеба, см3 870 1030 845 755 875 910 1100 865 780 914 930 980 840 750 875 980 860 785 875 870 805 838
Общая хлебопекарная оценка, балл 3,2 3,9 3,5 3,5 3,5 3,3 3,9 3,7 3,5 3,6 3,4 3,5 3,5 3,4 3,5 3,6 3,9 3,5 3,7 4,0 3,7 3,9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Массовая доля 22,5 27,9 16,2 22,5 22,3 23,0 28,0 Инна 20,5 22,2 23,4 23,3 28,0 17,7 22,7 22,9 25,8 21,0 21,8 22,9 23,5 20,9 22,2
клейковины, % Степень разжиже- 100 90 120 80 98 100 65 90 100 89 90 85 80 90 86 85 80 90 85 70 100 85
ния теста, е.ф. Валориметриче- 37 37 33 46 38 38 44 44 40 42 38 41 41 41 40 38 47 43 43 54 41 48
ская оценка, ед. в. Максимально из- 90 59 76 75 80 57 86 74 83 61 80 75 88 62 80 77 66 79 73
быточное давление, Р, мм Показатель фор- 1,0 0,8 1,0 0,9 0,8 0,6 1,5 1,0 1,0 0,9 1,4 1,1 1,2 0,7 1,0 1,0 0,7 1,3 1,0
мы кривой Энергия дефор- 289 139 185 204 303 157 171 210 279 142 157 193 260 177 198 212 203 170 187
мации теста (х10'4) Дж, \Л/ Объемный выход 960 1120 780 700 890 970 1120 850 680 905 960 1110 825 700 899 1110 845 720 892 870 710 790
хлеба, см3 Общая хлебопе- 3,6 4,0 3,3 3,2 3,6 3,5 4,1 3,7 3,3 3,7 3,9 3,9 3,5 3,3 3,7 4,1 3,8 3,6 3,8 4,0 3,3 3,7
карная оценка, балл
сорт Московская 3 9 поддавался управлению. Под влия нием всех доз азотных удобрений содержание клейковины в зерне существенно увеличивалось и или приближалось к 23%, или превышало этот уровень. Дробное внесение азотных удобрений как в дозе ^0, так и N^5 в условия х этого года оказалось неэффективным.
В годы исследований, за исключением 2003, зерно всех сортов отличалось очень низкой активностью а-амилазы. Число падения было свыше 400 с. В 2003 г. в связи с избыточным увлажнением и поздней уборкой наблюдалось прорастание зерна в колосе, что способствовало резкому увеличению активности а-амилазы (число падения составило 61 с). Такое зерно не отвечало требовани м продовольственного, поэтому оценку его технологических свойств не проводили. Изучение структурно-механических свойств теста и хлебопекарную оценку муки проводили в вариантах, оптимальных по урожайности (см. табл. 3).
Реологические свойства теста из пшеницы, выращенной в условиях ЦРНЗ, имели некоторые особенности. У всех изучаемых сортов были хорошие характеристики максимально избыточного давления, формы кривой и степени разжижения . По этим показателя м все сорта даже в неблагопри-я тные годы отвечали требования м или улучшителя, или ценной пшеницы, или филлера.
Валориметрическа оценка и энер-ги деформации теста очень сильно варьировали в зависимости от погодных условий. У сорта Полесска безоста размах колебаний составил соответственно 2 5-44 е.в. и 124-181 (х10-4) Дж; у Московской 39 — 37-72 е.в. и 163-296 (х10-4) Дж; у Памя ти Федина — 32-56 е.в. и 162-282 (х10-4) Дж; и у Инны — 33-54 е.в. и 142-303 (х10-4) Дж.
Самые хорошие характеристики свойств теста были в сухом 2002 г., самые плохие — в избыточно увлаж-
ненном 2005 г. Исключение составил сорт Полесска безоста . У него, наоборот, в 2 002 г. в варианте без удобрений были самые низкие показатели структурно-механических свойств теста. По валориметрической оценке (25 е.в.) и энергии деформации (124 (х10-4) Дж) пшеницу этого сорта можно было отнести только к слабой.
Удобрения значительно меньше, чем погодные условия, влияли на свойства теста. По средним данным за 4 года имелась только тенденци к их улучшению: снижалась степень разжижения теста, увеличивались показатели валориметрической оценки, максимально избыточного давлени и энергии деформации теста.
Объемный выход хлеба, так же как и физические характеристики теста, значительно изменялся в зависимости от погодных условий: у сорта Полесска безоста в варианте без удобрений — от 675 до 840 см3; у Московской 39 — от 730 до 1040; у Пам ти Федина — от 755 до 1030; у Инны — от 700 до 1120 см3.
Одностороннее применение азотных удобрений под культивацию в дозе ^0 улучшало объемный выход хлеба из муки сорта Полесска безоста на 75 см3, Памяти Федина — на 39, Инна — на 15 см3. Сорт Московская 39 негативно прореагировал на удобрени и объемный выход хлеба снизилс на 21 см3.
При совместном применении ^0 и Р60К60 наметилась тенденция к снижению этого показател у всех сортов. Увеличение дозы азотных удобрений до 135 кг/га д.в. на фоне Р60К60 по сравнению с односторонним применением ^0 не имело преимуществ. При дробном внесении N135 №5+45+45Р60К60) наметилась тенденци к незначительному улучшению объемного выхода хлеба.
При оценке «силы» по комплексу показателей вы влены значительные сортовые различи . Самыми лучшими технологическими свойствами обладал сорт Московская 39, самыми худши-
ми — Полесская безостая и Памяти Федина. Однако ни один из изучаемых сортов в условия х ЦРНЗ не реализовал свои потенциальные возможности.
Сорт сильной пшеницы Московская 39 в 2001 и 2002 гг. без внесения удобрений по комплексу показателей отвечал требования м хорошего филлера и только по некоторым показател м — сильной и ценной пшеницы. В 2004 г. по массовой доле клейковины (21,1%) данный сорт не дот нул до требований удовлетворительного филлера, а в избыточно увлажненном в период налива зерна 2 005 г. лимитирующими показа-тел ми оказались не только массова доля клейковины (20,3%), но и энергия деформации теста (163 (х10-4) Дж) и объемный выход хлеба (730 см3).
Сорт пшеницы Инна только в сухом
2002 г. по большинству показателей отвечал требовани м ценной пшеницы. Лимитирующими показателя ми были качество клейковины (II группа), вало-риметрическая оценка (37 е.в.), степень разжижения теста (90 е.ф.). В 2001 г. качество было на уровне удовлетворительного филлера и только по показател м хлебопекарной оценки — хорошего филлера. В 2004 г. по массовой доле клейковины (16,2%), содержанию белка (9,6%), энергии деформации
теста (139 (х10-4) Дж) и объемному выходу хлеба (780 см3), а в 2 005 г. только по объемному выходу хлеба (700 см3) пшеницу этого сорта можно было отнести только к слабым пшеницам.
Ценный сорт Пам ти Федина лишь в сухом 2002 г. сформировал зерно, отвечающее требовани м филлера. В остальные годы пшеница была слабой. Лимитирующими показател ми дл этого сорта вл лись массова дол клейковины (17-20%) и энергия деформации теста (158-171 (х10-4) Дж).
Нерайонированный сорт Полесска безоста в 2001 г. отвечал требовани м филлера, в остальные годы — только слабой пшеницы.
При внесении азотных удобрений в дозе 135 кг/га в 2004 г. удалось улучшить качество зерна всех сортов до требований филлера, а в избыточно увлажненном 2005 г. — только одного сорта Московская 3 9. Этот сорт х орошо отзывался и на меньшую дозу М90.
Экономическую оценку изучаемых доз удобрений проводили по следующим показателям: себестоимость 1 т основной продукции, цена реализации, прибыль, уровень рентабельности, окупаемость дополнительных затрат, размер годового экономического эффекта (табл. 4). Определ ли
Т а б л и ц а 4
Результаты экономической оценки внесения минеральных удобрений при возделывании сортов озимой пшеницы (в среднем за 2002-2005 гг)
Вариант Полесская безостая Московская 39 Памяти Федина Инна
окупаемость доп. затрат, руб на 1 доп. вложенный руб годовая экономи- ческая эффек- тивность, руб/га окупаемость доп. затрат, руб на 1 доп. вложенный руб годовая экономи- ческая эффек- тивность, руб/га окупаемость доп. затрат, руб на 1 доп. вложенный руб годовая экономи- ческая эффек- тивность, руб/га окупаемость доп. затрат, руб на 1 доп. вложенный руб годовая экономи- ческая эффек- тивность, руб/га
1 — без удобрений — — — — — — — —
2 РбоКбО 0,26 -1896,33 0,64 -955,67 0,32 -1760,81 -0,17 -3002,70
3 — м45 5,23 6811,36 5,54 7327,22 5,44 6977,97 5,05 6123,39
4 — N90 4,91 10975,37 5,20 11703,38 4,77 10178,06 4,68 9850,95
5 1^5Р 60К60 1,82 3234,30 1,91 3561,87 1,73 2859,71 1,81 3190,14
6 — N90 Р боКбО 2,61 8483,13 2,75 9242,36 2,55 8168,31 2,53 7908,69
7 ^5+9оРбоКб0 2,19 7488,38 2,16 6998,55 1,97 5787,45 2,09 6528,13
8 ^35РбоКб0 2,53 9408,50 2,73 10917,70 2,42 8593,13 2,49 9061,85
также показатель окупаемости 1 кг азота урожаем зерна (табл. 5).
Расчеты показали, что наиболь-ша окупаемость дополнительных затрат по всем сортам достигается при одностороннем внесении азота в дозе 45 и 90 кг/га под культивацию. При увеличении дозы азота до 135 кг/га этот показатель снижался почти в 2 ра-
за. Годовой экономический эффект максимален при одностороннем внесении азота в дозе 90 кг/га до посева. При использовании этой дозы по фону Р60К60 данный показатель снижался на 7,7$8,0% в зависимости от сорта. Вариант с внесением только фосфора и кали по всем сортам оказалс убыточным по отношению к контролю.
Т а б л и ц а 5
Окупаемость азотных удобрений урожаем по годам, кг/кг
Вариант 2001 2002 2003 2004 2005 В среднем
1 — без удобрений — — — — — —
2 — Р60К60 — — — — — —
3 — N45 4 — N90 31,3 49,7 27,7 24,4 23,9 31,4
20,9 27,8 22,2 19,1 31,4 24,3
5 — N45 Р 60К60 39,4 43,0 28,5 32,2 28,1 34,2
6 ^0Р 60К60 21,8 29,2 22,4 19,6 31,8 25,0
7 ^5+90Р60К60 13,5 22,0 16,0 11,1 23,3 17,2
8 ^35Р60К60 — 24,8 16,3 13,1 23,5 19,4
9 ^0+30+30Р60К60 — — — 17,2 33,9 25,6
10 ^5+45+45Р60К60 — — — 11,7 23,7 17,7
Максимальные показатели окупаемости и годового экономического эффекта обеспечил сорт Московска 39.
Окупаемость 1 кг удобрений урожаем сама высока была в сухом 2002 г. и составила в среднем по опыту 32,7 кг (см. табл. 5). В избыточно увлажненных 2001 и 2005 гг. этот показатель был 25,4 и 27,4 кг соответственно. В благоприятном 2004 г. урожайность была сама высока — свыше 6 т/га, а эффективность удобрений сама низка — 18,5 кг/кг.
Показатели окупаемости азотных удобрений урожаем очень сильно измен лись в зависимости от примен е-мой дозы. Во все годы исследований сама высока эффективность удобрений была при внесении азотных удобрений в дозе N как при одностороннем применении, так и совместно с фосфорными и калийными удобрени -ми. Показатель окупаемости составил
31,4 и 34,2 кг/кг соответственно. При увеличении дозы до 90 кг этот показатель снижался до 24,3 кг/кг при
одностороннем применении, 25,0 — на фоне Р60К60, и 25,6 — при дробном внесении. Более низкая окупаемость —
19,4 кг/кг была при внесении азота в дозе N . Дробное внесение этой дозы способствовало дальнейшему снижению этого показател .
Показатель окупаемости азотных удобрений урожаем значительно измен лс в зависимости от погодных условий. В избыточно увлажненном
2002 г. наибольша окупаемость удобрений урожаем была у сорта Лю-тесценс 33 при ^5Р60К60 — 44,9 кг/кг; в 2002 г. — у сортов Пам ти Федина и Московская 39 при одностороннем внесении 45 кг/га азота под культивацию — 59,8 и 52,9 кг/кг соответственно. В 2003 г. сорта Инна и Лютесценс 33 лучше отзывались на одностороннее внесение азотных удобрений в дозе N4^ а остальные — на эту же дозу, но на фоне Р60К60.
В 2004 г. максимальная окупаемость урожаем была в варианте ^5Р60К60, но наблюдались большие сортовые раз-
личи по этому показателю — от 25,7 (сорт Полесска безоста ) до 39,4 кг/кг (сорт Московска 39).
В 2005 г. у сорта Памя ти Федина очень близкие показатели окупаемости были в вариантах ^5Р60К60 и ^0+30+30Рб0Кб0. Все другие сорта хорошо отзывались на дробное внесение азотных удобрений в дозе ^0+30+30 на фоне Р60К60.
Выводы
1. Урожайность озимой пшеницы в условиях ЦРНЗ подвержена сильной изменчивости в зависимости от погодных условий. Самая низкая урожайность была в годы с плохими услови ми перезимовки в 2001, 2003 и 2005 гг. Без применения удобрений урожайность составила в зависимости от сорта от 0,8 до 3,0 т/га. При применении только азотных удобрений в дозах 45 и 90 кг/га на фоне химических средств защиты растений урожайность увеличивалась соответственно в 2001 г. в 1,6 и 1,8 раза, в 2003 — в 1,7 и 1,8, в 2005 — в 2,2 и 4,1 раза. Однако в эти годы ни один из изученных сортов даже при внесении удобрений не обеспечил запланированной урожайности 5 т/га.
При благопри тных погодных усло-ви х в 2004 г. при возделывании озимой пшеницы по пласту бобово-злаковых трав без дополнительного внесени азотных удобрений была получена урожайность свыше 4 т/га. На почвах, богатых фосфором и калием, применение только азотных удобрений в минимальной дозе N позволило получить урожайность свыше 5 т/га, а при удвоении дозы азота — свыше 6 т/га. Дальнейшее увеличение дозы азотных удобрений до 135 кг/га в сложившихся условиях года оказалось неэффективным как при одноразовом, так и при дробном внесении. Наиболее эффективными и отзывчивыми на удо-брени в среднем за 5 лет были сорта Лютесценс 33 и Полесская безостая. Немного им уступал по урожайности сорт Московская 3 9. Самым низкоурожайным был сорт Инна.
2. Мукомольные свойства зерна, характеризуемые такими косвенными показателями, как выравненность, натура, масса 1000 зерен, стекловидность под вли нием удобрений существенно не измен лись. Установлена лишь тенденци к улучшению всех этих показателей, значительна вариаци их определ лась погодными услови ми и наследственными особенност ми сортов.
3. Массова дол клейковины в зависимости от погодных условий в среднем по опыту колебалась от 19,0% (сорт Инна, 2004 г.) до 27,5% (сорт Московская 39, 2002 г.). В сухие 2 002 и 2 003 годы в период налива зерна при возделывании озимой пшеницы по пласту бобовозлаковых трав без дополнительного внесени азотных удобрений массова дол клейковины составила в зависимости от сорта соответственно 21,2-27,9 и
23,3-36,4%. В эти годы применение всех изучаемых доз азотных удобрений не оказало положительного влияния на этот показатель.
В годы с избыточным увлажнением (2004 и 2005), в период налива зерна в условиях ЦРНЗ все сорта не обеспечили качественного зерна. Только дробное внесение азотных удобрений в дозе ^5+45+45 позволило в 2004 г. получить зерно 3-го класса всех изучаемых сортов. В 2005 г. удалось улучшить качество зерна только сильного сорта Мо-сковска 39 и довести его до требований 3-го класса. Нерайонированный сорт По-лесска безоста и ценные сорта Пам ти Федина и Инна в услови х избыточного увлажнения в период налива зерна не сформировали качественное зерно даже при дробном внесении азотных удобрений как при дозе N90, так и N135.
4. Физические характеристики теста определ лись в основном сортом и погодными условиями. Удобрения значительно меньше, чем погодные условия вли ли на свойства теста. По средним данным за 4 года установлена только тенденция к их улучшению: снижалась степень разжижения теста, увеличивались показатели валориметрической оценки, максимально избыточного дав-лени и энергии деформации теста. Луч-
шими структурно-механическими свойствами теста характеризовался сорт Московская 39, худшими — Полесская безостая.
5. Хлебопекарные свойства муки из зерна озимой пшеницы находились в сильной зависимости от сорта и погодных условий и в меньшей — от условий минерального питания. При выращивании пшеницы без применения удобрений объемный выход хлеба колебался в среднем по опыту от 715 (2005) до 1008 (2002) см3. Применение только азотных удобрений под культивацию в дозе N90 улучшало этот показатель у сорта Полесская безостая на 75 см3, у Памяти Федина — на 39 см3, Инны — на 15 см3. Сорт Московская 3 9 негативно реагировал на удобрения. При увеличении дозы азотных удобрений до 135 кг/га наметилась лишь тенденция к улучшению объемного выхода хлеба при дробном внесении.
6. При оценке «силы»пшеницы по комплексу показателей выявлены значительные сортовые различия. Самыми лучшими технологическими свойствами обладает сорт Московская 3 9, худшими — сорта Полесская безостая и Памяти Федина. Однако ни один из изучаемых сортов в условиях ЦРНЗ не реализовал свои потенциальные возможности. В годы с благоприятными погодными условиями в период налива и созревания зерна все сорта отвечали требованиям хорошего или удовлетворительного филлера. В годы с избыточным увлажнением в этот период без применения удобрений все сорта не обеспечили качественного зерна. Лимитирующими показателями были стекловидность, массовая доля клейковины, энергия деформации теста и объемный выход хлеба. С помощью азотных удобрений в дозе N90 удалось улучшить качество зерна только сорта Московская 39. Остальные сорта до требований филлера удалось довести только в 2004 г. при дробном внесении азотных удобрений в дозе 135 кг/га, а в 2005 не помогло и применение этой дозы удобрений.
7. Экономическая эффективность применения минеральных удобрений на-
ходилась в сильной зависимости от погодных условий. Окупаемость 1 кг удобрений урожаем по годам колебалась в среднем по опыту от 18,5 (2004) до 32,7 кг/кг (2002). Показатель окупаемости сильно изменялся также в зависимости от применяемой дозы азотных удобрений. Во все годы исследований этот показатель был самый высокий при одностороннем внесении азотных удобрений в дозе и находился в преде-
лах 24,4 (2004) — 49,7 (2002) кг/кг. При увеличении дозы азотных удобрений с 45 до 90 кг показатель окупаемости в среднем по опыту снижался с 34,2 до 24,3 кг/кг. Самая низкая окупаемость (19,4 кг/кг) была при внесении азота в дозе N135.
Наибольшая окупаемость дополнительных затрат по всем сортам была при внесении одних азотных удобрений в дозе 45 и 90 кг д.в. на 1 га под культивацию. При увеличении дозы азота до 135 кг/га этот показатель снижался почти в 2 раза.
Годовой экономический эффект был максимальным при одностороннем внесении азота до посева в дозе N90. Лучшие показатели окупаемости и годового экономического эффекта обеспечивал сорт Московская 39.
8. В условиях ЦРНЗ на дерновоподзолистых среднеокультуренных почвах при достаточной обеспеченности их фосфором и калием можно получить урожайность озимой пшеницы при благоприятных погодных условиях 5$6 т/га, если выращивать ее по пласту многолетних бобовых трав и вносить под культивацию всего лишь 45-90 кг/га азотных удобрений на фоне химических средств защиты растений. Однако для получения в данном регионе качественного зерна, пригодного для хлебопечения без улучши-телей, большое внимание необходимо уделять выбору сорта. При дозе азота 90 кг/га только сорта с генетически обусловленными высокими хлебопекарными свойствами обеспечивают независимо от погодных условий получение зерна 3-го класса, отвечающее требованиям хорошего филлера.
1. Агропромышленный комплекс России в 2007 г. Основные показатели АПК по РФ. М., 2008.
2. Алтухов А. Продовольственная безопасность — важный фактор стабильности России // Экономика сельского хозяйства России, 2008. 1 12. С. 13-18.
3. Березовский Е.В. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы интенсивного типа на дерново-подзолистой почве в зависимости от азотных удобрений. Автореф. М., 2009.
4. Бондаренко Г.М. Рынок зерна в 2004 г // Информационный бюллетень, 2005. 1 3-4. С. 37-43.
5. Ваулина Г.И., Алиев А.М., Тимофеев О.В., Авдокачев А.В. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от средств химизации и погодных условий. Бюлл. ВИУА, 2003. 1 117. С. 145-147.
6. Державин Л.М., Колокольцева И.В., Серегин В.В. Планирование применения ограниченных ресурсов минеральных удобрений (рекомендации). М.: Россельхоз-академия, 2000.
7. Личко Н.М., Коломиец С.Н., Ваулина Г.И. Урожайность и хлебопекарные свойства озимой пшеницы в зависимости от сорта и уровня минерального питания в условиях ЦРНЗ // Известия ТСХА, 2007. Вып. 2. С. 104-112.
8. Ториков В.Е. Урожайность сортов озимой пшеницы Нечерноземья // Зерновые культуры, 2000. 15. С. 10-11.
Рецензент — д. с.-х. н. А.Н. Березкин SUMMARY
The influence of nitrogenous fertilizers in various dose on both productivity and grain quality of winter wheat grown on sod-podzol soil by perennial leguminous-cereal grasses stratum has been researched. Optimal doses of nitrogenous fertilizers and wheat varieties providing crop capacity of 5-6 tons per hectare and high grain quality are revealed. Experimental results are scientific substantiation of winter wheat cultivation practices improvement on sod-poszol middle developed soils of central region in non-black soil area.
Key words: non-black soil area, wheat variety, agrotechnology, fertilizers, grain, crop capacity, quality, nature, glassiness, fineness (size), uniformity, gluten, dough characteristics, bread.
