CC BY
46УДК 633.11/631.84
УДОБРЕНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ В ВЕРХНЕВОЛЖЬЕ
Г.Н. НЕНАЙДЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
(e-mail: [email protected]) Ивановская ГСХА им. Д.К. Беляева, ул. Советская, д.45, г. Иваново, Ивановская обл., 153012, Российская Федерация На основании многолетних экспериментальных сведений, полученных на опытных полях Ивановской ГСХА и Владимирского НИИСХ, в производственных условиях базовых сельхозпредприятий Ивановской и Владимирской областей на среднеокультуренных дерново-подзолистых и серых лесных почвах Ополья, показано действие удобрений на качественные признаки зерна озимой и яровой пшеницы в областях Верхней Волги. При типичных для региона показателях почвенного плодородия эффективнее полное минеральное удобрение. По фосфорно-калийным удобрениям прибавки составляли 2,8-3,8 ц/га, а при полном минеральном удобрении (NPK)60 - 4,6-7,5 ц/га. Увеличение дозы азота в его составе до Ng0(PK)60 повышало урожайность зерна на 7,9-11,1 ц/га. На физические (масса 1000 шт., объёмная масса, стекловидность) и химические (содержание и состав белка, выход и свойства клейковины и др.) параметры зерна аммиачная селитра и мочевина в повышенных дозах и при дробных подкормках влияют в равной степени. Наряду с ростом урожайности, даже при увеличении доз минеральных удобрений, вносимых до посева, более высокие дозы азота в подкормку благоприятно воздействовали на качественные признаки зерна. Наличие в областях региона осадков в период колошения - цветения позволяет подкармливать пшеницу сухими азотными удобрениями. Это будет способствовать производству зерна улучшенных товарных свойств и снизит зависимость от его завоза извне.
Ключевые слова: основное удобрение, разовые и дробные подкормки, показатели качества зерна, яровая и озимая пшеница.
В структуре посевов сельхозпредприятий Верхневолжского региона под зерновые культуры обычно отводят до 30 % площадей, в том числе почти половину зернового клина занимает мягкая пшеница. Озимая пшеница на 2,0-3,5 ц/га урожайнее яровой, поэтому ее посевные площади примерно в 1,5 раза больше.
Зерно озимой и яровой пшеницы используют как продовольственное и в качестве фуража. В зависимости от его свойств определяют пищевые (кормовые) достоинства и биологическую ценность зерна. Из некачественного зерна невозможно вырабатывать хорошие хлебные изделия, макароны и крупы. Использование низкокачественных зерноконцентратов, монокормов, зеленых и сухих (сено) кормов на основе зерносмесей с однолетними травами, горохом, овсом увеличивает их затраты на единицу привеса массы или надоя молока, что негативно сказывается на экономике животноводства. В рыночных условиях иметь плохое продовольственное или фуражное зерно - путь к убыткам.
В областях Верхней Волги производить зерно хорошего качества не-
№ 2 (84) 2018
просто - не позволяют почвенные и климатические условия. Аналогичная ситуация складывается и в других регионах [1]. К тому же большая часть сельхозпредприятий специализируется на молочном и мясном скотоводстве, для которых необходимо наиболее полное обеспечение животных собственными кормами. Поэтому на душу населения в среднем выращивают не более 100 кг зерна в год (хотя во Владимирской области в последние годы превышен удвоенный показатель). Интенсивные методы хозяйствования
- освоение современных технологий, включая нейтрализацию кислотности и оптимизацию питания, во многом определяют возможности производства зерна лучшего качества [2, 3, 4].
Выращиваемая продукция должна соответствовать тем регламентам (ГОСТ, ТУ), которые предусматривают соответствующие направления ее использования. Несмотря на то, что свойства зерна во многом определяют генетические особенности растений, они могут варьировать в зависимости от комплекса внешних факторов
- главным образом погоды и технологий возделывания, включая системы
удобрения [5, 6, 7].
Неудовлетворительные условия произрастания - недостаток влаги, пищи, угнетение сорняками, поражение болезнями и вредителями, ведут к снижению размеров и качества урожая. Но в любые благоприятные или малоурожайные годы агроном-технолог должен производить полноценное зерно. В нашей работе основное внимание направлено на определение зависимости качества зерновой продукции от действия удобрений.
Условия, материалы и методы. В работе обобщены результаты многолетних полевых опытов, которые проводили на экспериментальных полях Ивановской ГСХА и Владимирского НИИСХ, в производственных условиях базовых сельхозпредприятий Ивановской и Владимирской областей на среднеокультуренных дерново-подзолистых и серых лесных почвах Ополья. Районированные сорта возделывали по общепринятым технологиям. Удобрения - аммиачную селитру мочевину ^м), двойной суперфосфат и хлористый калий - вносили до посева, а азотные еще и в подкормки вручную в дозах, предусмотренных схемами
ВлаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз
1. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в различные годы
Вариант Урожайность, ц/га Масса 1000 зерен, г Стекловидность, % Сырой белок, % Сырая клеко-вина, % Седиментация, мл NО3, мг/кг
Засушливый 2010 г., ГТК - 0,9
Без удобрений 11,3 31,5 69 13,0 34,4 24
(РК)60 15,3 34,2 74 13,5 36,0 26 89
(NPK)60 22,9 35,8 75 14,7 43,2 34 90
N90(PK)60 18,9 36,4 75 15,8 42,9 34 90
(NPK)90 22,5 36,2 76 16,6 42,9 35 90
НСР05 3,8
Благоприятный 2015 г., ГТК -1,6
Без удобрений 17,2 32,5 51 7,1 28,0 17
(РК)60 21,0 33,6 55 8,3 28,6 17 89
(NPK)60 24,7 34,9 60 10,9 31,7 29 90
N90(PK)60 28,3 36,3 64 11,2 33,8 30 90
(NpKL 28,6 37,5 64 12,0 34,7 30 94
НСР05 2,9
опытов. Повторность 3-4 кратные, площадь делянок - 80-100 м2.
Метеоусловия в годы исследований заметно различались, однако обобщение многолетних данных нивелирует эти различия.
В физиологически зрелом зерне определяли [8]: общий азот (по Кьель-далю) - ГОСТ 13496-93, фосфор и калий - ГОСТ 26657-97 и ГОСТ 30504-97, стекловидность - ГОСТ 10987-56, клейковину - ГОСТ 9353-90, нитраты - ГОСТ 13496-93; фракции белка - по А.А. Со-бачкину [9], седиментацию муки - по А.Я. Пумпянскому. В отдельных опытах проводили стандартную выпечку хлеба.
Результаты и обсуждение. В условиях Верхневолжья сбор зерна с единицы площади в основном зависит от агрохимических свойств почвы. В случае, когда они находятся на оптимальном уровне, можно рассчитывать на урожайность, например, озимой пшеницы при использовании базовых технологий выращивания не менее 4,5-5,5 т/га [10].
По обобщенным за 4 года данным опытов сдвиг реакции среды с 4,8 до 5,5 рН в контрольных вариантах (без удобрений) обеспечивал рост урожайности озимой пшеницы с 17,8 до 21,5 ц/га; содержания гумуса с 1,65 до 2,3 % — с 14,4 до 24,9 ц/га; обеспеченности почв фосфатами с 45 до 140 мг/кг - с 17,3 до 22,7 ц/га. От содержания калия
сбор зерна пшеницы с единицы площади зависел в меньшей степени. При увеличении обеспеченности этим элементом с 95 до 175 мг/кг урожаность возрастала с 19,2 до 20,1 ц/га. При более высоких параметрах плодородия оплата единицы питательных веществ полного минерального удобрения была выше [11, 12, 13].
На фоне типичных для региона показателей почвенного плодородия большие прибавки давало не фосфор-но-калийное, а полное минеральное удобрение (табл. 1). В сравнении с контролем, при использовании фос-форно-калийного удобрения сбор зерна возрастал на 2,8-3,8 ц/га, полного минерального удобрения ^РК)60 - 4,6 -7,5 ц/га. Увеличение дозы азота в его составе до ^0(РК)60 обеспечивал прибавку на уровне 7,9-11,1 ц/га.
Урожайность во многом определяют метеорологические условия года. И в благоприятном 2010 г. в контроле она была выше в 1,6 раза, чем в засушливом 2015 г. (табл.1). То же самое установлено и на яровой тритикале [12]. В опытах с подкормками N на озимой пшенице сбор зерна в контроле (без подкормки) в годы с достаточным увлажнением превышал величину этого показателя в засушливые более чем в 2,3 раза (табл. 2).
В различные по метеорологическим условиям годы, как основное удобрение, так и азотные подкормки
увеличивали урожайность. Весьма важно, что повышенная ^60) и высокая (^0) дозы азота по действию на урожай и качественные признаки были эффективны не только в годы достаточного увлажнения, но и при лучшей обеспеченности почв фосфатами (табл. 2).
Наряду с ростом урожайности, и увеличение доз, вносимых до посева минеральных удобрений, и более высокие дозы азота в подкормки благоприятно действовали на качественные признаки зерна. Однако дробные вегетационные подкормки (кущение + колошение), в сравнении с допосев-ным внесением или при разовом применении, обычно не повышали урожайность пшеницы (табл. 3, 4).
Обычно зерновки пшеницы имеют удлинённую форму с отношением длины к ширине 2:1. Толщина зёрен влияет на мукомольные свойства. Чем оно толще, тем больше выход муки. В крупных зёрнах и семенах меньше клетчатки (оболочек) и золы, в мелких - больше золы и меньше белка [3, 14].
Влажность - важный показатель определяющий сохранность зерна. В сухом виде оно содержит до 14 % влаги, средней сухости - 14-15,5 %. В интенсивных технологиях при поздних вегетационных подкормках созревание несколько замедляется (до 3-5 дней). Бывает, что требуется подсушка. В то же время и пересушка зерна
2.Влияние различных доз азота в подкормку на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от обеспеченности почв фосфатами и погодных условий (в среднем за 3 года)
Вариант Содержание Р2О5
30-60 мг/кг 110- 150 мг/кг
урожайность, ц/га масса 1000 зёрен, г сырой белок,% сырая клетчатка,% урожайность, ц/га масса 1000 зёрен, г сырой белок, % сырая клетчатка,%
Дефицит влаги, ГТК 0,7-0,9
Без подкормки 10,6 38,1 11,9 23,5 17,2 42,7 11,1 27,1
Подкормки: 17,5 39,7 13,6 33,8 20,2 43,6 12,5 32,4
18,6 38,7 14,3 35,5 23,0 43,9 12,7 33,7
1^0 19,0 40,1 14,9 34,7 23,2 44,2 13,9 37,3
Достаточное увлажнение, ГТК 2,0-2,2
Без подкормки 24,8 40,8 11,2 22,1 32,7 40,8 11,4 21,5
Подкормки: 29,6 38,5 11,8 26,6 37,2 41,3 12,5 26,9
1^0 31,7 37,7 12,5 28,2 40,9 44,3 13,0 30,1
1^0 33,3 36,6 13,5 30,6 40,8 41,3 13,8 32,6
(базисная влажность равна 14,5 %) нежелательна: оно становится хрупким, что затрудняет переработку. При хранении зерно не должно увлажняться, это также снижает качество.
Масса 1000 зёрен - важный технологический признак. У крупных зерен выше выход светлой муки. Сбалансированное питание и атмосферные осадки в период налива способствуют увеличению их полновесности.
В наших опытах в фазе молочной спелости масса 1000 семян пшеницы составляла 16-19 г, восковой - 35-42 г, полной спелости - 40-45 г. Основное удобрение - навоз, различные компо-сты, отдельные виды органических отходов производств (барда, её осадок) повышали величину этого показателя
на 3-7 г [11, 15]. Что касается минеральных удобрений, то во всех опытах массу 1000 зёрен сильнее увеличивало полное минеральное удобрение и повышенные дозы азота, а также дробное внесение этого элемента в подкормках.
Основное (допосевное) внесение удобрений, в сравнении с контролем (без удобрения), способствует формированию более полновесного зерна уже на ранних этапах зрелости зерновок и оказывает такое влияние вплоть до полного созревания урожая. По нашим обобщенным данным масса 1000 абсолютно сухих зерновок в контроле в период молочной и восковой спелости составляла 14,9 и 34,5 г соответственно, а по РК-фону она была на 0,4-
0,8 г больше. Различия сохранялись и к уборке урожая. В большей мере масса зерновок возрастала при внесении полного минерального удобрения. В сравнении с допосевным внесением азота (^а или применение его в раннюю весеннюю подкормку озимых, сильнее влияло на массу зерновок пшеницы (табл. 6). По нашему мнению, это обусловлено выщелачиванием из почвы азота минеральных удобрений в осеннее-зимний период.
Высокая доза азота (^0) в подкормки и дробное его применение в период весеннего отрастания озимых + N в фазе колошения) затягивает вегетацию, в сравнении с контрольным вариантом (без подкормки). При этом к полному созреванию масса 1000 зер-
3.Эффект летней подкормки яровой пшеницы (среднее за 2 года)
Вариант Урожайность, ц/га Масса 1000 зерен, г Стекловид-ность, % Сырой белок, % Сырая клейковина, % NО3, мг/кг
Без удобрений 18,5 28,8 24,0 10,0 21,0 24
Р60К60 А° посева 21,3 31,2 38 10,2 20,8 24
Маа6„Р6„К6„ Д° посева 32,1 33,6 42 10,9 24,8 24
N с„Р„Кп до посева м60 60 60 т 32,3 35,4 44 10,1 23,2 24
N ,„Р,„К„ до посева аа30 60 60 " + колошение 26,4 32,4 49 11,7 25,3 23
N ,„ до посева м30 60 60 " + колошение 27,0 32,8 48 11,9 26,6 24
НСР°5 2,3
4.Влияние ранневесенней и поздней подкормок на урожайность и качество зерна
озимой пшеницы среднее за 3 года)
Вариант Урожайность, ц/га Масса 1000 зерен, г Стекловидность, % Сырой белок, % Сырая клейковина, %
Без подкормки 24,6 39,4 65 12,4 28,8
Подкормки: отрастание ^а6П 31,9 37,5 76 13,6 34,3
отрастание ^60 32,9 37,6 76 14,7 37,0
Отрастание ^а30 + колошение N ,„ аа30 31,9 37,9 82 15,0 40,7
Отрастание ^30 + колошение N ,„ м30 31,4 40,4 82 14,9 41,5
НСР05 1,3
новок в вариантах с «усиленным» удобрением азотом превышала контроль на 1,1-4,6 г (см. табл. 6).
Объёмная масса - масса 1 л зерна - базисный качественный признак, важный для мукомолов и при крупяной оценке. Чем лучше развито зерно, чем оно полновеснее, тем больше эндосперм и меньше оболочек. Щуплое зерно имеет меньшую массу, по сравнению с крупным, которое даёт больший выход муки и крупы.
При внесении под яровую и озимую пшеницу полного минерального удобрения объемная масса была больше, чем в контроле, соответственно на 10-13 и 21-27 г/л. Азотные подкормки мало влияли на величину этого показателя.
Стекловидность определяет белковость зерна. На формирование стекловидных зерен, главным образом, оказывают влияние метеоусловия в период созревания: в засушливые она больше (но зерновки щуплые), во влажные - ниже. Кроме того, долю стекловидных зерен повышает фос-форно-калийное и полное минеральное допосевное удобрение (табл. 1-4).
Стекловидность зерна как озимой, так и яровой пшеницы по годам значительно варьирует. Повышенная доза азота в составе допосевного полного минерального удобрения способствовала формированию стекловидных зерен. То же самое отмечали при азотных подкормках. Так, в среднем за 6 опыто-лет в контроле стекловидных зерен пшеницы было 65 %, при подкормках N - 74-76 %, а при дробной ранней весной + в фазе колошения) - 82% [15]. Мука из стекловидного зерна ценится в хлебопечении. Она обладает лучшими технологическими свойствами благодаря высокому содержанию и качеству клейковины. Стекловидное зерно обеспечивает и больший выход крупы.
Как известно, получить хорошее зерно сложно, хотя в сухие годы и в паровых полях стекловидность у мягкой пшеницы может достигать 70-75 %, в обычные она находится на уровне 3045 %, а во влажные годы - ещё ниже. Стекловидное зерно чаще собирают в хозяйствах Ополья при сбалансированном удобрении и поздних азотных подкормках [11, 13]. Важно его уби-
рать быстро, прежде всего, с паровых полей. Дожди, перестой на корню, длительное нахождение в валках понижают стекловидность зерна.
Химические и технологические свойства продукции растений определяются теми значениями, которые характерны для культуры и сорта. От них зависят биологическая ценность зерна, его пищевое (кормовые) достоинства, а также качество вырабатываемых продуктов. Базовые показатели могут варьировать в зависимости от погоды и технологий, включая системы удобрения [3, 4, 14, 16].
Уже в начале формирования зерновых в эндосперме отмечают повышение содержания общего азота при постепенном уменьшении доли небелковых веществ и увеличении концентрации белковых. Например, на фоне естественного плодородия почвы на этапе молочной спелости содержание общего азота составляло 1,54 %, восковой - 2,04 %, в физиологически спелом зерне - 2,2 % (табл. 7).
Фосфорно-калийное и полное минеральное удобрение способствовали лучшему синтезу азотистых веществ. Например, к молочной спелости количество общего азота в зерне возрастало на 0,10-0,23 %, к восковой - на 0,13-0,25 %, к полной спелости - на 0,14-0,29 %. Примерно такие же различия, в сравнении с контролем, при внесении основного удобрения установлены по содержанию белковых форм азота. Отметим, что N и ^ действовали на динамику форм азотистых веществ сходно, как при основном применении, так и при использовании рано весной в подкормку (см. табл. 7).
Экспериментальные данные опытов с подкормками озимой пшеницы показали, что N и N в дозах N и
' аа м " 60
N значительно изменяют динамику форм азотистых веществ в зерне: происходит увеличение (в сравнении с контролем) содержания как белкового так и небелкового (^6) азота на всех этапах созревания зерна. Дробные подкормки ^ в период весеннего отрастания + N в фазе колошения), в сравнении с разовым внесением (^0), замедляли синтез азотистых веществ вне зависимости от формы удобрения (табл.7).
Обращает на себя внимание и то, что позднее использование азотного удобрения вызывает увеличение кон-
5.Влияние удобрений на динамику массы 1000 зерновок озимой пшеницы (среднее за 2 года), г
Вариант Фаза зрелости зерновок
молочная восковая полная
Без удобрений 14,9 34,5 36,8
Р90 К120 до посева 15,3 35,3 37,4
N „„ Р„„К„„ до посева аа90 90 120 " 16,4 37,6 39,1
N Р К до посева м90 90 120 " 16,9 38,7 39,9
Р„„ К„„ до посева + N „„ в 90 120 " аа90 подкормки 17,9 41,8 42,6
Р„„ К„„ до посева + N „„ в 90 120 " м90 подкормки 18,5 30,9 41,7
6.Влияние азотных подкормок на динамику формирования массы 1000 абсолютно сухих зёрен (среднее 4 опыто-года), г
Вариант Фаза зрелости зерновок
молочная восковая полная
Без подкорма 16,4 38,9 41,6
Подкормки: N „ аа60 17,7 40,1 42,3
N „ м60 18,7 37,2 46,2
N „„ аа90 17,9 39,3 44,0
N „„ м90 16,6 39,1 44,1
N К аа60 +30 17,5 39,4 44,9
N ,„К м60+30 16,6 40,4 44,5
Среднее 17,3 39,2 43,9
центрации небелковых веществ в физиологически зрелом зерне (в период полной спелости). По нашему мнению, в годы с избыточным увлажнением это может привести к накоплению нитратов выше ПДК (300 мг/кг).
Азотистые вещества пшеничного зерна представлены различными по переваримости фракциями белковых веществ и более сложным трудноги-
дролизуемыми соединениями - не извлекаемым остатком. Их доля в общем азоте и, возможно, сорта. В ходе исследований мы установили, что одностороннее основное внесение суперфосфата не влияет на содержание азота в зерне. Концентрация N возрастает лишь в вариантах с азотным удобрением (аммиачной селитрой) до 2,12-2,16 %. Эти значения
близки к среднему по всем вариантам опытов показателю - 2,09 % (табл. 8). Аналогичный результат (2,12 % получен при допосевном и послепосевном применении азотного удобрения
(1\Р90К120 и Р90К120 + N в п°дк°рмку
рано весной).
В среднем за 5 опыто-лет значительных различий по фракционному составу азотистых веществ в физиологически зрелом зерне не выявлено (см. табл. 8).
Азотные подкормки и ^ в среднем за 4 опыто-года увеличили содержание общего азота в зерне до 2,43 %, или на 0,4 % (по вариантам от 2,31 до 2,63 %). Возрастающая с до доза разовой подкормки и дробное применение ^60+^0 в колошение) способствовали повышению содержания азота в зерне до близких значений
- 2,52-2,58 % и 2,57-2,62 %.
Высокая доза азота в подкормку (^0) несколько увеличивала долю клековину-слагающих белковых веществ (глиадинов, глютенинов) и труд-ногидролизуемой фракции. Дробное использование ^ как N , так и N ,
90 аа' м'
оказывало аналогичное влияние (см. табл.8).
Таким образом, большее влияние на содержание в зерне пшеницы общего азота и белковых веществ оказывает полное минеральное удобрение, применяемое в качестве до-посевного. Комбинация РК до посева + азотная ранневесенняя подкормка имеет определенные преимущества, по сравнению с основным внесением азотного удобрения под посев. Наиболее четко это видно при использовании N . Подкормки N способствуют концентрации всех форм азота в зерне, включая Дробная подкормка N. и в сравнении с разовой, увеличивает содержание в нем N и
Большую ценность представляют запасные клейковинные белки, на долю которых приходится от 60 до 70 % протеина пшеницы и больше. Удобрения, например, азотные подкормки, могут изменять фракционный состав белков. Лучшей по качеству считают муку с более широким отношением глиадина к глютелину, а худшей
- с высоким содержанием легкоусвояемых фракций (альбуминов) [2, 16, 17]. В лучших вариантах с подкормками в наших опытах отношение глиадина к глютелину достигает 1,05-1,09.
7. Влияние удобрений на динамику форм азота в зерне по фазам зрелости
зерновок озимой пшеницы (среднее за 2 года), % абс. сухого вещества
Вариант Молочная Восковая Полная
м6 N б нб N о м6 N б нб N о м6 N б нб N о
Основное удобрение
Без удобрений 0,93 0,61 1,59 1,61 0,43 2,04 1,91 0,29 2,20
Р„„К,™ до посева 90 120 " 1,05 0,59 1,64 1,82 0,35 2,17 2,08 0,26 2,34
N Р К аа90 90 120 до посева 1,17 0,6 1,77 1,92 0,37 2,29 2,20 0,25 2,45
N Р К м90 90 120 до посева 1,23 0,57 1,80 2,05 0,35 2,40 2,35 0,24 2,59
Р„„К™ до посева + 90 120" N в подкормки 1,5 0,57 2,07 2,13 0,31 2,44 2,41 0,22 2,63
Р90К120 до посева + ^^ в подкормку 1,62 0,52 2,14 2,19 0,32 2,51 2,50 0,21 2,71
Среднее 1,25 0,58 1,83 1,95 0,35 2,31 2,24 0,22 2,49
Азотные подкормки
Без удобрений 1,73 0,43 2,16 1,64 0,36 2,00 1,79 0,18 1,97
Подкормка: N „ аа60 1,88 0,51 2,39 1,82 0,23 2,05 1,97 0,25 2,22
N „ м60 1,90 0,50 2,40 2,02 0,26 2,28 2,00 0,23 2,23
N „„ аа90 1,99 0,44 2,43 1,77 0,39 2,16 2,06 0,34 2,40
N „„ м90 1,97 0,56 2,53 1,70 0,44 2,14 2,01 0,32 2,33
N 60+ N 30 аа60 аа30 колошение 1,91 0,44 2,35 1,93 0,28 2,21 2,00 0,45 2,45
N „, N колошение 1,93 0,42 2,35 1,90 0,34 2,24 1,97 0,45 2,42
Среднее 1,90 0,47 2,37 1,83 0,33 2,20 1,97 0,32 2,29
8. Влияние удобрений на фракционный состав азотистых веществ в зерне озимой пшеницы
Доля от общего азота, %
Вариант N б об альбу- глобу- глиади- глю-тели-ны неизвле-каемый остаток
мины лины ны
Основное удобрение (5 опыто-лет)
Без удобрений 1,93 18,8 11,4 26,5 28,7 14,6
Р„„К,,„ до посева 90 120 " 1,88 20,4 12,9 22,9 25,9 18,0
N „„Р„„К„„ до посева аа90 90 120 " 2,12 19,3 11,2 25,9 26,6 17,0
N „„Р„„К„„ до посева м90 90 120 " 2,16 18,0 11,9 26,5 30,3 13,4
Р К до посева + N 90 120" аа90 в подкормки 2,12 18,2 11,3 24,3 28,4 17,8
Р„„К,,„ до посева + N „„ 90 120 " м90 в подкормки 2,12 18,6 12,0 26,7 29,1 13,1
Среднее 2,09 18,6 11,6 28,1 28,6 15,2
Азотные подкормки (4 опыто-года)
Без удобрений 2,03 19,7 10,6 31,6 30,4 7,7
Подкормка: N 2,31 18,3 9,7 30,9 27,5 12,5
N „ м60 2,38 19,2 11,7 33,1 30,5 5,6
^а90 2,58 17,3 9,1 28,6 32,1 10,5
N „„ м90 2,52 17,9 9,3 31,3 30,0 11,5
N + N ,„ колошение 2,57 16,6 10,2 33,2 31,3 8,7
N + N ,„ колошение 2,62 17,2 10,5 30,4 33,1 7,6
Среднее 2,43 18,0 10,2 31,3 30,7 9,2
Удобрения (особенно азотные, применяемые в фазе колошения) заметно увеличивают общее содержание белка в зерне, в основном, за счет клейко-винных фракций. Выход клейковины коррелирует с содержанием белка, зависит от условий выращивания (почвенного плодородия и удобрений, агротехнологий и погоды) и варьирует в следующих интервалах: сырая - от 16 до 58 %, сухая - от 5 до 28 % [3, 14].
Известно, что пищевая ценность белка определяется его составом. Фракции белка зерна имеют различные коэффициенты перевариваемо-сти: наибольший (около 100 %) - глобулины, а самый низкий - остаточные, не извлекаемые белки. Однако и перева-риваемость и биологическую ценность белка в конечном итоге определяет его аминокислотный состав. Альбумины и глобулины довольно богаты незаменимыми аминокислотами. Белки клейковины способны поглощать и удерживать значительное количество воды, при этом клейковина лучшего качества отличается и большей гидратацией. Мука из зерна с высоким выходом клейковины весьма ценится
Владишрскш ЗемлеШеф
в хлебопечении. На подзолистых почвенных разностях получают более темную, а на серых лесных почвах -светлую клейковину. К тому же на почвах Ополья она более эластична [12, 13].
Технологии возделывания пшеницы должны быть направлены на производство качественного зерна, с повышенным выходом клейковины. В условиях Верхневолжья в годы с нормальным увлажнением у пшеницы он обычно составляет 22-27 %, во влажные - 16-20 %. Значительному увели-
9. Влияние дробного внесения аммиачной яровой пшеницы (среднее 5 лет)
чению содержания сырой клейковины способствует внесение удобрений, прежде всего, ранневесенние азотные подкормки повышенными дозами в сочетании с поздними сухими подкормками мочевиной [11, 12, 13, 15, 16].
Например, на подзолистых почвах в Учхозе Ивановской ГСХА в обычные по увлажнению годы, увеличение дозы азота в подкормку с до ^0-90 не только повысили содержание сырого белка с 11,2-11,4 % до 11,8-12,5 и 13,5-13,8 %, но способствовали большему выходу клейковины (см. табл. 1, 3). То же самое отмечено при дробных азотных подкормках пшеницы (табл. 3, 9).
Зерно пшеницы служит сырьем для мукомольной промышленности и должно удовлетворять предъявляемым требованиям по пригодности для изготовления различных сортов хлеба, хлебобулочных, кондитерских, крупяных, макаронных и других изделий. Главное из них - выход муки заданного качества.
Показателем отличных мукомольных зерна пшеницы служит выход муки больше 76 %, хороших - 73-75,9 %, средних - 70-72,9 %, ниже средних -67-69,9 %, низких - меньше 66,9 %.
«Сила» муки - показатель, характеризующий ее водопоглощающую способность и пригодность для изготовления теста с хорошими физическими свойствами. Слабая по силе мука поглощает ограниченное (до 50 %) количество воды, дает неустойчивое, жидкое малоэластичное и липкое тесто.
Косвенным показателем силы муки служит седиментация - степень набухания в уксусной кислоте. Объём осадка зависит в основном от количества и качества белков. Если он больше 40 мл - пшеница считается сильной, до селитры на урожайность и качество
Вариант Урожайность, ц/га Масса 1000 зерен, г Сырой белок, % NО3, мг/кг
Без удобрений 20,4 28,8 11,1 19
(РК)60 - фон 24,2 31,0 11,1 13
Фон + N „„ до посева аа60 " 31,2 33,6 10,5 11
Фон + N ,„ до посева + аа30 т в кущение 28,7 35,4 12,1 10
Фон + N ,„ до посева + аа30 " в колошение 28,2 35,4 12,4 8
НСР05 1,7
№ 2 (84) 2018
10. Влияние удобрений на технологические свойства зерна озимой пшеницы (среднее за 4 опыто-года)
Вариант Урожайность, ц/га Масса 1000 зерен, г Объемная масса, г/л Стекло-вид- ность, % Сырой белок, % Сырая клейковина, % Альвеограф Стандартная выпечка с сахаром
РА сила муки, Дж ИД1 цвет мякиша, балл пористость, балл объемный выход хлеба, см3
Основное удобрение
Без удобрений 25,9 48,4 72 9,7 23,8 1,2 222 0,45 4,1 3,7 825
«0 31,8 45,6 - 73 11,3 25,9 1,4 271 0,45 4,1 3,8 787
^ЛЛп 36,0 45,7 - 76 11,4 26,5 1,4 279 0,52 4,2 3,8 796
НСР0,5 2,6
Азотные подкормки
Без подкормки 21,2 34,3 760 55 13,5 26,6 1,5 269 0,51 3,9 4,1 590
N „ аа60 28,9 35,1 758 54 13,8 27,8 1,5 297 0,51 4,0 4,2 587
N „ т60 29,6 35,0 755 56 13,9 28,5 1,4 335 0,54 4,1 4,2 575
^а90 29,9 35,1 758 60 13,7 29,1 1,4 329 0,54 4,1 4,0 585
^90 30,0 35,4 758 64 14,0 29,0 1,5 337 0,54 4,2 4,2 600
N „^ ,„ т60 т30 29,8 36,9 764 66 14,4 30,6 1,5 273 0,52 4,0 4,0 600
Среднее 28,2 35,2 768 70 14,7 31,8 1,5 334 0,50 4,1 4,0 573
НСР05 2,3
40 мл - средней, менее 20 мл - слабой. В повышенных дозах полное минеральное удобрение улучшало величину этого качественного признака (табл. 10). Однако более точным способом оценки считают пробную выпечку хлеба из 100 г муки. При этом учитывают массу хлебца, отношение его высоты (Ь|) к диаметру
Технологическая оценка озимой
11. Химический состав зерна, %
пшеницы при пробной выпечке подовых хлебцев показала, что полное минеральное удобрение не влияло на выход муки, но несколько разжижало тесто. При этом такие качественные признаки, как «сила» муки, высота и объем хлебцев, общая хлебопекарная оценка были выше, чем в контроле (табл.10).
Крахмал - важный продукт пита-
ния. Содержание его в зерне варьирует в широких пределах от 45 до 70 % и находится в обратной зависимости от количества белка. Крахмал высокого качества определяет хорошую общую газообразующую и газоудерживаю-щую способность теста. С этой точки зрения целесообразно наличие в муке мелких крахмальных зёрен [3, 4, 16]. Крахмалистость возрастает во влажные годы, этому же в условиях региона способствует внесение навоза (компо-стов) и невысокий уровень азотного питания. Величина этого показателя ниже у зерна поздних сроков уборки, попавшего под дожди.
Удобрения, в общем, существенно не изменяют содержание зольных элементов (табл. 11). Во все годы проведения опытов применяемые дозы удобрений не приводили к превышению количества нитратов в зерне над установленным показателем ПДК = 300 мг/кг (см. табл. 1, 4, 9).
Таким образом, пшеница отзывчива на удобрения в любые по метеоусловиям годы. В качестве основного удобрения необходимо вносить все три главных элемента минерального питания в расчете на планируемую урожайность. Под озимую форму часть азота целесообразно применять в раннюю весеннюю подкормку. В случаях когда это обоснова-
Вариант Урожаность, ц/га N О Р О 2 5 К2О
Основное удобрение (4 опыто-года)*
Без удобрений 16,2 1,79 0,63 0,36
20,4 2,03 0,70 0,39
26,2 2,13 0,72 0,39
Азотные подкормки (4 опыто-года)
Без подкормки 29,9 2,43 0,76 0,55
1^30 31,7 2,60 0,76 0,55
М6„ 35,7 2,69 0,77 0,55
Сроки внесения (6 опыто-лет)**
Без удобрений 20,4 1,84 1,07 0,64
Р6пК6п д° посева 24,2 1,82 1,08 0,58
1\сР60К60 до посева 31,0 1,96 1,05 0,62
^0Р60К60 д° посева + кущение 28,7 2,16 1,05 0,60
* - озимая пшеница, ** - яровая пшеница.
но результатами диагностики и при низкой насыщенности севооборотов удобрениями рациональны повышенные дозы минерального азота в виде аммиачной селитры или мочевины.
Физические, химические и технологические свойства зерна взаимосвязаны. В большей степени его качественные признаки улучшает азот, как отдельно, так и в составе полного минерального удобрения. В Верхневолжье, в условиях достаточного увлажнения и выпадения осадков в течение вегетации, рациональны повышенные дозы азота и дробные подкормки. На пшенице возможны, как минимум, две или даже три сухие азотные подкормки: первая - в период раннего весеннего отрастания для регенерации отмерших органов и усиления кущения; вторая - при выходе в трубку для сохранения дополнительных побегов и развития листовой поверхности; третья - в фазе колошения для продления жизни флагового листа, функций фотосинтеза и синтеза белка, изменения его качественного состава. Без минеральных удобрений, в том числе азотных, даже по лучшим предшественникам хорошие урожаи не реальны. Без азотных удобрений резко снижается качество зерна.
В регионе Верхневолжья на производство зерна 2-4 класса можно рассчитывать лишь в хозяйствах Ополья, на подзолистых почвах оно не может быть выше 3-4 классов (чаще 5 класса). Для хлебопродукции важно в первую очередь зерно, выращенное в паровых полях и на высоких агро-фонах, а также продукция хозяйств Опольной зоны.
Использование полного минерального удобрения и азотных подкормок будет способствовать производству зерна улучшенных товарных свойств и снизит зависимость от его поставок из других регионов.
Литература.
1. Кондратенко Е.П., Егушова Е.А. Оценка качества зерна раннеспелых сортов пшеницы, выращенных в лесостепи Кемеровской области // Технология и продукты здорового питания: материалы IX международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию специальности. Саратов: ООО "Центр социальных агроиноваций СГАУ"2015. С. 150-154.
2. Агрохимия: под ред. Б.А. Ягодина. М.: Колос, 2002. С. 451-455.
3. Носатовский А.И. Пшеница. М.: Колос,1965. С. 419-450.
4. Коданёв И.М. Повышение качества зерна. М. Колос, 1976. С. 3-46, 82-154.
5. Таланов И.П., Гарифуллина Л.Ф. Роль предпосевной обработки семян и удобрений в повышении урожайности и качества зерна озимой пшеницы на серой лесной почве в условиях Пред-камья Республики Татарстан // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016. Т. 11. № 2. С. 2024.
6. Пинчук Л. Г., Белоус И.О., Алан-кина Д.Н. Оценка влияния биоорганического удобрения нагро на урожайность пшеницы в Кузнецкой лесостепи // Современные тенденции сельскохозяйственного производства в мировой экономике. - 2017. - С. 371-375.
7. Грабовец А.И., Бирюков К.Н. Обоснование сроков посева озимой пшеницы на Среднем Дону при усиле-
нии аридности среды // Земледелие. 2016. № 5. С. 39-42.
8. Церлинг В.В. Диагностика питания сельскохозяйственных культур: справочник. М.: ВО Агропромиздат, 1990. С. 23-54.
9. Практикум по агрохимии: под ред. В.Г. Минеев. М.: МГУ, 2001.С. 358365.
10. Окорков В.В., Григорьев А.А., Ненайденко Г.Н., Ильин Л.И. и др. Высокопродуктивные технологии возделывания озимой ржи и пшеницы в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Верхневолжья. Владимир, 2014. 96 с.
11. Ненайденко Г.Н., Мазиров М.А. Экологические аспекты утилизации спиртовых отходов. М., 2004. 160 с.
12. Ненайденко Г.Н., Акаев О.П., Ильин Л.И. Сложное удобрение на основе системы <^Н^03Ч\1Н4Н2Р04». Иваново: ПресСто, 2013. 152 с.
13. Ненайденко Г.Н., Ильин Л.И. Система применения удобрений - как фактор продовольственного импорт-замещения. М., 2016. С. 126-170.
14. Петербургский А.В. Практикум по агрономической химии. М.: Колос, 1968. С. 99-125.
15. Ненайденко Г.Н. Подкормка озимых в Нечерноземье: учебное пособие. С.-Пб., 1993. 77с.
16. Мерко И.Т., Моргун З.А., По-гирной Н.Е. Структура и эффективность технологических процессов производства муки. М.: Колос, 1983. С. 211-226.
17. Ненайденко Г.Н., Ильин Л.И. Удобрение и качество зерна //Владимирский земледелец. 2017. №4. С. 23-28.
Fertilizers and Improvement of the Quality of Wheat Grain in the Upper Volga Region
G.N. Nenajdenko
On the basis of long-term data, obtained in experimental fields of Ivanovo State Agricultural Academy and Vladimir Research Agricultural Institute, under production conditions of the basic agricultural enterprises of Ivanovo and Vladimir regions on middle cultivated sod-podzol and grey forest soils of the Opolie, it was demonstrated the effect of fertilizers on quality parameters of grain of winter and spring wheat in the Upper Volga region. A full mineral fertilizer is more effective at parameters of soil fertility, which are typical for the region. The increase was 0.28-0.38 t/ha with phosphorus and potassium fertilizers and 0.46-0.75 t/ha with the full mineral fertilizer (N60P60K60). An increase in the nitrogen dose in its composition to N90P60K60 caused the growth of grain yield by 0.79-1.11 t/ha. Ammonium nitrate and urea in high doses and at split dressing equally influence physical (weight of 1000 grains, volume weight, vitreousness) and chemical (content and composition of protein, output and qualities of gluten, etc.) parameters of grain. Along with the growth of yield, even at an increase of doses of mineral fertilizes, applied before sowing, higher doses of nitrogen at top dressing influenced positively quality parameters of grain. The presence of precipitations in the region during the period from earing to blossoming makes it possible to use dry nitrogen fertilizers for a top dressing of wheat. In will contribute to the production of grain with improved commodity qualities and reduce the dependence of its import.
Keywords: main fertilizer; single and fractional additional fertilization; indices of grain quality; spring and winter wheat.
gfladuMipckiu ЗешеШеф
№ 2 (84) 2018
