CC BY
1
УДК / UDC 633.111: [631.524.6+577.112]
СОДЕРЖАНИЕ БЕЛКА В ЗЕРНЕ СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
PROTEIN CONTENT IN THE GRAIN OF MODERN SPRING WHEAT VARIETIES DEPENDING ON THE LEVEL OF AGRICULTURAL INTENSIFICATION
Амелин A.B.*, доктор сельскохозяйственных наук, руководитель ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование»
Amelin A.V., Doctor of Agricultural Sciences, Head of the Center for Collective Use "Plant Genetic Resources and Their Use" Чекалин Е.И., кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование» Chekalin E.I., Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher of the Center
for Collective Use "Plant Genetic Resources and Their Use" Булавинцев P.A., кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой механизации технологических процессов в АПК Bulavintsev R.A., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Mechanization of Technological Processes in the Agroindustrial
Complex
Полохин A.M., кандидат технических наук, доцент кафедры механизации
технологических процессов в АПК Polokhin A.M., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Mechanization of Technological Processes in the Agroindustrial
Complex
Пупавцев И.Е., старший преподаватель кафедры механизации технологических процессов в АПК Pupavtsev I.E., Senior Lecturer of the Department of Mechanization of Technological
Processes in the Agroindustrial Complex Шишкин A.C., аспирант кафедры растениеводства, селекции и семеноводства Shishkin A.S., post-graduate student of the department of crop production, selection
and seed production ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia *E-mail: amelin_100@mail.ru
Развитие органического земледелия позволит снизить загрязнение окружающей среды (почв, воды, растений) и продуктов питания остаточными количествами пестицидов и тяжелыми металлами, которые могут наносить не поправимый вред здоровью человека. Также это даст возможность освоить значительную часть брошенных сельскохозяйственных угодий, что приведет к сохранению баланса экосистем сельскохозяйственных территорий и обеспечит внутренний и внешний продовольственные рынки продукцией высокого качества. Цель исследований: изучение качества зерна у современных сортов яровой пшеницы в зависимости от метеоусловий вегетации растений и интенсификации земледелия. Отмечено, что на биохимические показатели качества зерна современных сортов яровой пшеницы, по-прежнему, оказывают существенное
влияние погодные условия произрастания. В более засушливых условиях формирования, налива и созревания зерновок 2021 года у изученных сортов культуры содержание в зерне белка было на 3 % больше, чем в условиях вегетации 2022 года. При этом в системе интенсивного земледелия содержание белка составляло в годы исследований в среднем 13,5 %, а в системе органического - 14,0 %. В 2021 году интервал варьирования показателя у изученных сортов находился в пределах 13,9 - 17,0 % в системе интенсивного земледелия, и 13,7 - 16,6 % - в системе органического земледелия; в 2022 году содержание белка в зерне соответственно изменялось от 10,9 до 12,5% и от 12,0 до 13,3 %. При этом реакция сортов на факторы интенсификации была различной. У сортов Арсея и Черноземноуральская 2 увеличение содержания белка в зерне отмечалось, прежде всего, в ответ на обработку растений фунгицидом, а у сортов Рима, Злата и Триада - ростостимулирующим препаратом Рауактивом. Без применения химических средств (в условиях органического земледелия) лучшими были Юбилейная 80, Рима, Радмира, Арсея, Злата. Сделано заключение, что современные сорта яровой пшеницы способны формировать качественный урожай зерна не только в условиях интенсивного, но и органического земледелия, то есть без применения химии. Ключевые слова: яровая пшеница, селекция, сорта, интенсивное земледелие, органическое земледелие, качество зерна, белок.
The development of organic farming will reduce the pollution of the environment (soil, water, plants) and food by residual quantities of pesticides and heavy metals, which can cause irreparable harm to human health. It will also make it possible to develop a significant part of the abandoned agricultural land, which will lead to maintaining the balance of the ecosystems of agricultural territories and provide the internal and external food markets with high-quality products. The purpose of the research is to study the quality of grain in modern spring wheat varieties, depending on the weather conditions of plant vegetation and intensification of agriculture. It is noted that the biochemical indicators of grain quality of modern varieties of spring wheat are still significantly affected by the weather conditions of growth. Under drier conditions for the formation, filling and ripening of grains in 2021, the studied varieties of culture had a 3% higher content of protein in the grain than in the growing season of 2022. At the same time, in the system of intensive farming, the protein content averaged 13.5% during the years of research, and 14.0% in the organic system. In 2021, the range of variation of the indicator for the studied varieties was within 13.9 - 17.0% in the intensive farming system, and 13.7 - 16.6% - in the organic farming system; in 2022, the protein content in grain, respectively, varied from 10.9 to 12.5% and from 12.0 to 13.3%. At the same time, the response of varieties to intensification factors was different. In varieties Arsey and Chernozemnouralskaya 2, an increase in the protein content in the grain was noted, first of all, in response to the treatment of plants with a fungicide, and in varieties Rima, Zlata and Triada, an increase in the growth-stimulating drug Rauaktiv. Without the use of chemicals (in conditions of organic farming), the best were Jubilee 80, Rima, Radmira, Arsey, Zlata. It is concluded that modern varieties of spring wheat are able to form a high-quality grain yield not only under conditions of intensive, but also organic farming, that is, without the use of chemicals. Key words: spring wheat, breeding, varieties, intensive farming, organic farming, grain quality, protein.
Введение. Современное растениеводство по своей сути является химико-техногенным [1], что ведет к загрязнению окружающей среды (почв, воды, растений) и продуктов питания остаточными количествами пестицидов и тяжелыми металлами, которые могут наносить непоправимый вред здоровью человека. Для европейской части России ситуация имеет особое значение в связи с аварией на Чернобыльской АЭС [2].
Несмотря на то, что развитие органического производства в России находится в стадии формирования, производство экологически безопасной продукции имеет большие перспективы. В 2018 году в России было зарегистрировано 70 сертифицированных органических
сельхозпроизводителей, в том числе по международным стандартам - 53 хозяйства, по российским - 17, из них в сфере растениеводства - 20 хозяйств [3,4].
Кроме того, что в России имеется большое количество залежных земель, которые не получали агрохимикатов более 3 лет и могут быть пригодны для введения в оборот как органические с более коротким сроком конверсии в один год [6,7].
В конечном счете это будет способствовать сохранению баланса экосистем сельскохозяйственных территорий и обеспечит внутренний и внешний продовольственные рынки продукцией высокого качества, что сделает Россию конкурентоспособной на мировом рынке органической продукции.
С учетом этого, нами были проведены полевые исследования, цель которых изучение качества зерна у современных сортов яровой пшеницы в зависимости от уровня интенсификации земледелия. Результатам этих исследований и посвящена данная научная статья.
Условия, материалы и методы. Научно-исследовательская работа выполнялась на материально-технической базе ЦКП Орловского ГАУ «Генетические ресурсы растений и их использование» в период с 2021 по 2022 годы. Объектом исследований служили 10 современных сортов яровой пшеницы (РИМА, Арсея, Юбилейная 80, Воронежская 18, Триада, Черноземноуральская 2, Радмира, Злата, Тулайковская Надежда, Ульяновская 105), большинство из которых адаптированы к природноэкономическим условиям возделывания в Центральном и Центрально-Черноземном регионах.
Сорта, высевались на опытном поле Научно-образовательного производственного центра (НОПЦ) «Интеграция» Орловского ГАУ. Почва опытного участка характеризуется как темно-серая лесная.
Сорта возделывались в системе интенсивного (с использованием минеральных удобрений, химических средств защиты растений и стимуляторов роста) и органического (без применения химии) земледелия. В опытах с использованием интенсивной технологии семена обрабатывали фунгицидным протравителем Бенефис (МЭ, 0,6 л/т). Перед посевом вносили диаммофоску, содержащую N^26^6. Обработку посевов от сорняков проводили гербицидом Гранат (ВДГ, 0,015 кг/га) в фазу начала кущения.
В фазу цветения на сортах яровой пшеницы обработку фунгицидом Альто Супер (КЭ, 0,5 л/га) и комплексным микроудобрение РАУактив (1 л/га). РАУактив предназначен для стимуляции роста вегетирующих растений и активации процесса фотосинтеза на всех сельскохозяйственных культурах. В состав входят макроэлементы: азот, фосфор, калий; микроэлементы: магний; железо, цинк, марганец, бор, кобальт; а также янтарная кислота, молочная кислота и комплекс аминокислот.
Площадь делянки составляла 10 м2, размещение - систематическое со смещением, повторность 4-х кратная.
Содержание белка в зерне определяли по оригинальной методике фирмы FOS с помощью прибора марки Infratek 1241 (Швейцария). Принцип работы прибора основан на инфракрасном сканировании семян у 10 автоматически отобранных опытных проб по каждому сорту.
Метеорологические условия в годы исследований несколько отличались. В 2021 году во время вегетации растений отмечалось неравномерное распределение осадков и температуры воздуха. Май характеризовался повышенным количеством осадков, а температура воздуха находилась в пределах среднемноголетнего значения. Однако в последующие месяцы (июнь-август) вегетации растений осадков выпало на 34,7% меньше, а среднемесячная температура воздуха была на 3,6°С выше среднемноголетнего значения.
Погодные условия вегетации растений в 2022 году не во все периоды вегетации были схожими. Май отличался повышенным количеством осадков, а температура воздуха была ниже на 3,6 °С среднемноголетнего значения. Однако в последующие месяцы (июнь-август) осадков выпало на 28,5 % меньше среднемноголетнего количества, а среднемесячная температура была на 1,2 °С выше среднемноголетнего значения.
Математическую обработку полученных экспериментальных данных проводили методами корреляционного, дисперсионного и вариационного анализов по Б.А. Доспехову [7], с использованием современных компьютерных программ.
Результаты и обсуждение. Подтверждено, что на биохимические показатели качества зерна яровой пшеницы существенное влияние, по-прежнему, оказывают погодные условия произрастания. В более засушливых условиях формирования, налива и созревания зерновок 2021 года у изученных сортов культуры содержание в зерне белка было на 3 % больше, чем в метеоусловиях вегетации 2022 года. При этом в системе интенсивного земледелия содержание белка составляло в годы исследований в среднем 13,5 %, а в си
20
хо 15
ё 10
<и
* 5 0
2021 г. 2022 г.
Рисунок 1 - Содержание белка в зерне яровой пшеницы, выращенной в условиях интенсивного и органического земледелия, среднее по сортам в годы
исследований
Влияние погодных и агротехнических условий на содержание белка в зерне яровой пшеницы хотя и было значимым, но значительно в меньшей степени, чем генотипа. В 2021 году интервал варьирования показателя у изученных сортов
ютеме органического - 14,0 % (рис. 1).
15,4
15,1
Интенсивное земледелие
Органическое земледелие
культуры составлял в системе интенсивного земледелия 13,9 - 17,0 %, а в системе органического земледелия - 13,7 - 16,6 % (рис. 2).
20
^ 15 а
3 10 и
14,2 15
' 14, 3 ч 13 , 7 13,9
16, 1 15 9 17 14, 5 \ 15 9 4 15, 3
у / ^ у <
^ Л% ^ ¿Р
ж
^ /г & ^
^ # у лг
«г /
Интенсивное земледелие ■ Органическое земледелие
Рисунок 2 - Содержание белка в семенах опытных сортов яровой пшеницы, выращенных в условиях интенсивного и органического земледелия, по данным
полевого опыта 2021 года
В 2022 году содержание белка в зерне опытных сортов изменялось: в системе интенсивного земледелия - от 10,9 до 12,5%; в системе органического земледелия - от 12,0 до 13,3 %, соответственно. Среди изученных сортов наибольшим содержанием белка в зерне в системе интенсивного земледелия отмечались Рима, Юбилейная 80, Арсея, Радмира, а в условиях органического земледелия лучшими были Юбилейная 80, Рима, Радмира, Арсея, Злата. (рис. 3).
■ Органическое земледелие ■ Интенсивное земледелие Рисунок 3- Содержание белка в зерне современных сортов яровой пшеницы, выращенных в условиях интенсивного и органического земледелия, 2022 г.
То есть, большинство сортов проявляют высокую белковость зерна не зависимо от условий выращивания, что лишний раз указывает на большую
зависимость биохимических показателей качества зерна от наследственных особенностей растений.
Из факторов интенсификации наибольшее положительное влияние на формирование качества зерна оказало использование удобрений, гербицидов и фунгицидов. При этом реакция сортов на факторы интенсификации была различной. У сортов Арсея и Черноземноуральская 2 увеличение содержания белка в зерне отмечалось, прежде всего, в ответ на обработку растений фунгицидом, а у сортов Рима, Злата и Триада - Рауактивом (рис. 4).
16 -
■ Удобрение ■ Удобрение+Фунгицид ■ Удобрение+Рауактив
Рисунок 4 - Содержание белка в зерне сортов яровой пшеницы, выращенных в условиях различной интенсификации земледелия, по данным
полевого опыта 2022 года
Вывод. Полученные экспериментальные данные позволили заключить, что современные сорта яровой пшеницы способны формировать качественный урожай зерна не только в условиях интенсивного, но и органического земледелия, то есть без применения химии. К таким сортам следует отнести прежде всего Юбилейную 80, Риму, Радмиру, Арсею, Злату.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Жученко А.А. Пути инновационно-адаптивного развития АПК России в XXI столетии [Текст]. - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2011. 143 с.
2. Казмин В.М. Агроэкологическая оптимизация плодородия почв, загрязненных радионуклидами в Центральной лесостепи: дис. ... д-ра с.-х. наук. К., 2006. 339 с.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. 351с.
4. Коршунов С.А., Асатурова А.М., Хомяк А.И., Волкова Г.В. Становление и перспективы органического земледелия в России (обзор) // Картофель и овощи. 2018. № 11. С. 2-7.
5. Abbott L.K., Manning D.A. Soil health and related ecosystem services in organic agriculture // Sustainable Agriculture Research. 2015. Vol. 4. No 3. P. 116.
6. Коршунов С.А., Любоведская А.А. Биологическая защита растений с соблюдением стандартов органического сельского хозяйства -необходимые направления научно-исследовательской деятельности / Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. Становление и перспективы развития органического земледелия в Российской Федерации. Краснодар, 2018. С. 527-532.
7. Папцов А.Г. Прогноз научно-технологического развития отрасли растениеводства, включая семеноводство и органическое земледелие России, до 2030 года: монография. Новосибирск, 2019. 100 с.
REFERENCES
1. Zhuchenko A.A. Puti innovatsionno-adaptivnogo razvitiya APK Rossii v XXI stoletii [Tekst]. - Kirov: NIISKh Severo-Vostoka, 2011. 143 s.
2. Kazmin V.M. Agroekologicheskaya optimizatsiya plodorodiya pochv, zagryaznennykh radionuklidami v Tsentralnoy lesostepi: dis. ... d-ra s.-kh. nauk. K., 2006. 339 s.
3. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. - M.: Agropromizdat, 1985. 351s.
4. Korshunov S.A., Asaturova A.M., Khomyak A.I., Volkova G.V. Stanovlenie i perspektivy organicheskogo zemledeliya v Rossii (obzor) // Kartofel i ovoshchi. 2018. № 11. S. 2-7.
5. Abbott L.K., Manning D.A. Soil health and related ecosystem services in organic agriculture // Sustainable Agriculture Research. 2015. Vol. 4. No 3. P. 116.
6. Korshunov S.A., Lyubovedskaya A.A. Biologicheskaya zashchita rasteniy s soblyudeniem standartov organicheskogo selskogo khozyaystva -neobkhodimye napravleniya nauchno-issledovatelskoy deyatelnosti / Biologicheskaya zashchita rasteniy - osnova stabilizatsii agroekosistem. Stanovlenie i perspektivy razvitiya organicheskogo zemledeliya v Rossiyskoy Federatsii. Krasnodar, 2018. S. 527-532.
7. Paptsov A.G. Prognoz nauchno-tekhnologicheskogo razvitiya otrasli rastenievodstva, vklyuchaya semenovodstvo i organicheskoe zemledelie Rossii, do 2030 goda: monografiya. Novosibirsk, 2019. 100 s.
