CC BY
18
УДК 633.1;631.5
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ПЕРСПЕКТИВНЫХ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
РОМАНОВА И.Н.,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВО Смоленская ГСХА, e-mail: [email protected].
КНЯЗЕВА С.М.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВО Смоленская ГСХА. КАРАМУЛИНА И.А.,
кандидат сельскохозяйственных наук ФГБОУ ВО Смоленская ГСХА. ПЕРЕПИЧАЙ М.И.,
кандидат сельскохозяйственных наук ФГБОУ ВО Смоленская ГСХА. МОЖЕКИНА Е.В.,
аспирант ФГБОУ ВО Смоленская ГСХА.
Реферат. Эксперименты проводись с целью выявления отзывчивости сортов яровой пшеницы на почвенные условия, предшественники, удобрения и нормы высева, а также их пригодности на продовольственные и хлебопекарные цели. Исследования и выводы показали, что сорта яровой пшеницы Злата, Сударыня, Агата обладают высокой экологической пластичностью и могут формировать урожайность более 6,5 т/га. Наиболее урожайным оказался сорт Агата, который обеспечил прибавку к сорту Злата - 0,43 т/га; к сорту Сударыня - 0,20 т/га. Основными факторами, влияющими на урожайность сортов яровой пшеницы в условиях Западной части Нечерноземной зоны, являются удобрения - 22,6 %, предшественники -11 % и почвы - 12,3 %. Оптимальной нормой посева на фоне с удобрением и без удобрений была 6 млн. всхожих семян, но эта разница относительно 5 млн. всхожих семян была незначительна. По качеству зерна пригодны на продовольственные, технологические и хлебопекарные цели. Фракционный состав белка и его содержание в зерне сортов яровой пшеницы зависело от условий выращивания, фаз налива и созревания, от типа почв, удобрений и в меньшей степени от норм высева.
Ключевые слова: яровая пшеница, сорта, почва, нормы высева, удобрения, предшественник, качество.
YIELD AND GRAIN QUALITY OF PROMISING VARIETIES OF SPRING WHEAT DEPENDING ON CULTIVATION CONDITIONS
ROMANOVA I. N.,
doctor of agricultural Sciences, Professor of the Smolensk state agricultural Academy, e-mail: [email protected].
KNYAZEVA S. M.,
candidate of agricultural Sciences, associate Professor of Smolensk state agricultural Academy. КARАMULINA I. A.,
the candidate of agricultural Sciences FSBEI Smolensk state agricultural Academy. PEREPICHAY M. I.,
the candidate of agricultural Sciences FSBEI Smolensk state agricultural Academy. MОZHEKINA E.V.,
postgraduate student of the Smolensk state agricultural Academy.
Essay. Experiments were conducted to identify the responsiveness of spring wheat varieties to soil conditions, precursors, fertilizers and seeding rates, as well as their suitability for food and bakery purposes. Research and findings have shown that the varieties of spring wheat Zlata, Madam, Agatha possess high ecological plasticity and can produce yields of over 6.5 t/ha. The Most productive was the cultivar Agata, which provided a boost to the sort of gold and 0.43 t/ha; to the sort of Madam to 0.20 t/ha. The main factors affecting the yield of spring wheat varieties in the Western part of the non-Chernozem zone are fertilizers - 22,6 %, predecessors -11 % and soil - 12,3 %. The optimal seeding rate against the background of fertilizer and without fertilizer was 6 million germinating seeds, but this difference relative to 5 million germinating seeds was insignificant. The quality of grain is suitable for food, technological and baking purposes. The fractional composition of the protein and its content in the grain of spring wheat varieties depended on the growing conditions, the phases of filling and maturation, the type of soil, fertilizers and to a lesser extent on the seeding rates.
Keywords: spring wheat, varieties, soil, seeding rates, fertilizers, predecessor, quality.
Введение. Решение продовольственной проблемы в Российской Федерации в значительной степени зависит от эффективности зернового хозяйства АПК. Одной из важнейших задач этой отрасли является прекращение дальнейшего снижения спада производства зерна, связанного как с сокращением площадей возделывания, так и снижением уровня урожайности [1].
Смоленская область находится в достаточно благоприятных условиях по влагообеспе-ченности и количеству тепла для возделывания яровой пшеницы, она может быть регионом устойчивого производства высококачественного зерна с урожайностью более 4,5 т/га [2].
Современные сорта яровой пшеницы в основном отвечают возросшим требованиям к ним, но уровень урожайности и качество зерна в производственных условиях не всегда отвечают потенциальным возможностям сорта. Поэтому внедрение новых сортов ощутимо только в том случае, если разработана совершенная сортовая агротехника, позволяющая
раскрыть их потенциальные возможности, тем более, что регион не является оригинатором сортов зерновых культур.
В связи с этим, целью наших исследований было выявление отзывчивости сортов яровой пшеницы на почвенные условия, предшественники, удобрения и нормы высева, а также их пригодность на продовольственные и хлебопекарные цели.
Материал и методика исследования. Исследования проводились в 2015-2017 гг. в экспериментальном севообороте кафедры агрономии, землеустройства и экологии ФГБОУ ВО Смоленская ГСХА на почвах сильно и слабоподзолистых по двум предшественникам - занятому пару и озимой ржи. Содержание элементов питания в почве представлено в таблице 1.
Объектом изучения служили новые интенсивные сорта яровой пшеницы Злата (контроль), Сударыня и Агата.
Агротехника опытов общепринятая для региона, кроме исследуемых вариантов в опытах.
Таблица 1 - Показатели плодородия почвы, 2015-2017 гг.
Тип почвы (дерново-подзолистая) рН солевое Гумус, % Азот легко гид-ролизуемый по Тюрину-Кононовой, мг/кг абсолютно сухой почвы Фосфор подвижный по Кирсанову, мг/кг абсолютно сухой почвы Калий подвижный по Кирсанову, мг/кг абсолютно сухой почвы
Сильноподзолистая -без удобрений -с удобрениями 5,45 1,71 59 96 58
5,24 1,86 67 120 107
Слабоподзолистая: -без удобрений -с удобрениями 5,79 1,83 70 116 107
5,86 2,21 82 160 164
Таблица 2 - Полевая всхожесть и выживаемость яровой пшеницы Агата в зависимости от норм высева, предшественников и удобрений (2015-2017 гг.) _
Вариант Нормы высева, млн. шт/га Полевая всхожесть, % Выживаемость, %
по занятому пару по озими по занятому пару по озими
Сильноподзолистая
Без удобрений 5 73 72 70 70
6 75 76 71 70
7 74 74 70 70
С удобрениями 5 76 73 83 80
6 77 76 83 81
7 74 72 81 81
Слабоподзолистая
Без удобрений 5 74 74 74 74
6 75 76 75 73
7 74 75 73 72
С удобрениями 5 78 76 88 87
6 78 78 87 88
7 76 75 87 86
Наблюдения, учёты и лабораторные анализы проводились по общепринятым методикам и соответствующим ГОСТам, а так же по методике Госсортиспытания (1985 г.).
Результаты исследования. Метеорологические условия вегетационных периодов в годы исследований различались между собой как по количеству осадков и характеру их распределения, так и по температуре воздуха в течение вегетации, что позволило дать объективную оценку влияния изучаемых агро-приемов на уровень урожайности и качество зерна.
Вследствие различных климатических условий 2015-2017 гг. полевая всхожесть по годам у сортов яровой пшеницы колебалась в разных пределах. В среднем по занятому пару у сорта Злата она составила 75,0 %, по сорту Агата - 78,0 %, по сорту Сударыня — 77,0 %. По предшественнику озимая рожь соответственно: 74; 75; 75 %, то есть как по сортам, почвам, так и по предшественникам резких различий не наблюдалось и в большей степени на этот показатель повлияли температурный и водные режимы почвы в период прорастания. Применение удобрений позволяет увеличить полевую всхожесть на 2-4 %.
По полевой всхожести в зависимости от норм высева у сорта Агата различий не наблюдалось, однако была тенденция к её снижению как в разреженных (5 млн. шт/га), так и в загущенных (7 млн.шт/га) посевах (таблица 2).
Выживаемость растений у сорта Агата колебалась от 70 до 88 %, и наибольшей она была на слабоподзолистой почве и по занятому пару - 73-88 %. Существенным фактором в повышении выживаемости растений являются удобрения. Так, по занятому пару и на удобренном фоне она составила 86 %, на фоне без удобрений - 72 % (снижение на 14 %). Эта же тенденция характерна по озимым предшественникам и для всех сортов.
Реакция сортов яровой пшеницы по отзывчивости и оценке урожайности на изучаемые факторы была различна.
Так исследования показали, что на предшественники и почвы более отзывчив был сорт Сударыня, разница в урожайности соответственно составила 0,33 т/га; 1,39 т/га; на удобрения - сорт Агата -4,94 т/га.
Наибольший урожай яровой пшеницы Агата был получен по занятому пару при норме высева 6 млн. всхожих зерен на гектар (6,30 т/га); по озими при 5-6 млн. (5,98-6,00 т/га). Оптимальной нормой посева на фоне с удобрением и без удобрений была также 6 млн. всхожих семян, но эта разница относительно 5 млн. всхожих семян была незначительна.
Среди сортов яровой пшеницы по урожайности наиболее урожайным оказался сорт Агата, который обеспечил прибавку урожайности к сорту Злата на 0,43 т/га; к сорту Сударыня на 0,20 т/га.
Таблица 3 - Влияние предшественников, почв, удобрений, норм посева на урожайность сор-
тов яровой пшеницы, т/га (2015-2017 гг.)
Сорта Сорт Агата
Вариант Злата Сударыня Агата норма высева млн. семян на 1 га
Предшественник: занятый пар 5,97 6,01 6,22 6,10 6,30 6,26
озимая рожь 5,70 5,68 6,11 6,00 5,98 5,83
разница 0,27 0,33 0,11 0,10 0,32 0,43
Удобрения: без удобрений 1,58 1,61 1,66 1,61 1,75 1,61
с удобрением 5,10 6,08 6,60 6,48 6,52 6,47
(N60+30+20P 120K110) 3,52 4,47 4,94 4,87 4,77 4,86
разница
Почвы:
сильноподзолистая 4,75 4,65 4,87 4,78 4,88 4,87
слабоподзолистая 5,94 6,04 5,44 5,32 5,40 5,21
разница 1,19 1,39 0,57 0,54 0,52 0,34
Сорта, среднее 4,84 5,01 5,21 - - -
Нормы высева, среднее 5,05 5,14 5,04
НСР05: сорта - 0,17 т/га; удобрения - 0,36 т/га; почвы - 0,28 т/га; предшественник - 0,18
В целом за годы исследований выявлено, что основными факторами, влияющими на урожайность сортов яровой пшеницы в условиях Западной части Нечерноземной зоны, являются удобрения - 22,6 %, предшественники - 11 % и почвы - 12,3 %.
Технологическую и пищевую ценность зерна определяет в основном белок. Причем, значение имеет не только общее количество белка, но и его фракционный состав, а также количество и качество клейковины, которая почти на 80-90 % состоит из щелочно- и спир-торастворимых белков. Содержание этих веществ в урожае определяется как наследственными признаками, так и условиями возделывания.
Большинство литературных данных касается азотных удобрений. Отмечается, что различные их формы увеличивают долю клейко-винных белков и уменьшают долю альбуминов, глобулинов и азота нерастворимого осадка [1, 2, 4].
При увеличении глиадина и глютенина происходит не только повышение пищевой ценности зерна, но и улучшение хлебопекарных качеств [1, 5, 6].
В результате трехлетних исследований независимо от сорта и условий возделывания было замечено снижение общего азота при переходе от фазы молочного состояния к тестообразному (с одновременным увеличением синтеза углеводов) и затем дальнейшее его увеличение в последующие фазы.
Исследования фракционного состава белка показали, что в процессе налива и созревания зерна содержание отдельных фракций значительно изменилось (таблица 4).
Содержание водо- и солерастворимой фракции снижалось от фазы молочного состояния до восковой спелости, а к полной увеличилось. Это в основном происходило за счет ферментативно-активных белков. Доля этих фракций в белке составила соответственно по сортам Злата, Сударыня и Агата - 31,2 %, 29,9 %, 31,3 % в фазу молочного состояния, а в восковую спелость - 18,2 %, 18,1 %, 18,1 %.
Содержание нерастворимого осадка и небелкового азота уменьшалось вплоть до полной спелости.
Снижение содержания водо- и солераство-римой фракции, небелкового азота и нерастворимого осадка связано с тем, что относительное содержание спирторастворимой и ще-лочнорастворимой фракции за этот период увеличилось. Наибольшее содержание спир-торастворимой фракции было у сорта Агата, наименьшее у Златы. Доля щелочнораствори-мой фракции в общем белке у сорта Злата повышена, за исключением фазы молочного состояния. Щелочнорастворимая фракция у всех сортов к полной спелости по сравнению с восковой несколько уменьшилась, за счет более усиленного синтеза спирторастворимой фракции (таблица 5).
Таблица 4 - Изменение фракционного состава белка в зерне у сортов яровой пшеницы
(% азота к общему), 2015-2017 гг.
Сорт Белковая фракция Небелковый азот
водо-и соле-растворимая спирторас-творимая щелочнорас-творимая нерастворимый осадок
Молочное состояние
Злата 31,2 20,1 8,9 17,2 22,6
Сударыня 29,9 24,5 9,3 16,0 20,3
Агата 31,3 23,0 7,9 16,5 21,5
Тестообразное состояние
Злата 19,3 32,8 20,2 14,1 13,6
Сударыня 18,3 35,4 19,7 13,5 13,3
Агата 17,5 34,2 20,0 14,2 14,1
Восковая спелость
Злата 18,2 34,4 24,0 12,5 10,9
Сударыня 18,1 37,1 23,4 11,5 9,9
Агата 18,1 35,6 22,7 12,5 11,1
Полная спелость
Злата 21,8 36,9 22,9 9,8 8,6
Сударыня 22,0 39,0 21,8/ 9,2 8,0
Агата 23,0 37,2 22,3 9,5 8,0
Таблица 5 - Влияние предшественников на изменение фракционного состава белка яровой
пшеницы Сударыня (% азота фракций к общему азоту), 2015-2017 гг.
Фракция белка Предшественник - озимая рожь Предшественник - занятый пар
фаза развития зерна
молочное состояние тестообразное состояние восковая спелость полная спелость молочное состояние тестообразное состояние восковая спелость полная спелость
Водо- и солерастворимая 30,9 19,3 18,2 21,5 31,4 19,3 18,2 22,4
Спирторастворимая 21,6 34,0 34,7 37,5 18,6 31,8 34,2 36,1
Щелочнорастворимая 9,8 20,7 24,3 23,3 8,0 19,7 23,7 22,6
Нерастворимый осадок 16,1 12,6 12,0 9,3 18,3 15,4 13,4 10,3
Небелковый азот 21,6 13,4 10,8 8,5 23,7 13,8 11,0 8,6
Результаты исследования фракционного состава белка показали, что предшественники, типы почв, удобрения также влияют на динамику изменения отдельных фракций. Данные приведены только по сорту яровой пшеницы Сударыня, так как по сортам Злата и Агата отмечена подобная закономерность. Так видно, что содержание водо- и солерастворимой фракции в фазу молочного состояния и полной спелости было выше по занятому пару. Доля нерастворимого азота и небелкового азота в белке также была больше по занятому пару (таблица 6).
Спирторастворимой и щелочнорастворимой фракций белка было больше по предшественнику озимая рожь.
Величина водо- и солерастворимой фракции белка в вариантах с удобрениями во все фазы развития зерна была ниже, чем без удобрений.
Спирторастворимой и щелочнорастворимой фракций белка больше в вариантах с удобрениями, нерастворимого осадка и небелкового азота - в вариантах без удобрений. В молочном состоянии по фракции нерастворимого осадка исключение составил сорт Сударыня, у которого отмечено превышение этого показателя на 0,2 % в варианте с удобрением. По влиянию типов почв на изменение фракционного состава белка нами отмечено, что содержание спирто-растворимой фракции больше в вариантах на сильноподзолистой почве. Концентрация ще-лочнорастворимой фракции по сортам была выше также на этой почве, за исключением сорта Злата, у которого в первые три фазы формирования зерна на сильноподзолистой почве эта величина была ниже по сравнению со слабоподзолистой почвой соответственно на 0,8 %; 0,6 % и 0,5 %.
Таблица 6 - Влияние удобрений на фракционный состав белка яровой пшеницы Сударыня
(% азота к общему азоту), 2015-2017 гг.
Фракция белка Без удобрений С удобрениями
фазы развития зерна
молочное состояние тестообразное состояние восковая спелость полная спелость молочное состояние тестообразное состояние восковая спелость полная спелость
Водо- и солераствори-мая 32,7 19,7 18,3 21,9 29,5 19,0 17,9 21,8
Спирторастворимая 18,7 31,3 33,9 36,2 21,5 34,2 34,9 37,5
Щелочнорастворимая 8,1 20,1 23,7 22,6 9,6 20,4 24,2 23,3
Нерастворимый осадок 17,2 14,9 12,9 10,4 17,4 13,4 12,2 39,0
Небелковый азот 23,3 14,2 11,2 8,9 22,0 13,0 10,8 8,4
Вывод. В результате многолетних исследований (2015-2017 гг.) выявлено, что сорта яровой пшеницы Злата, Сударыня, Агата обладают высокой экологической пластичностью и могут формировать урожайность более 6,5 т/га. Основными факторами, влияющими на урожайность являются удобрения - 23 %,
предшественники -11 % и почвы - 12 %. Изменение фракционного состава белка и его содержание в зерне сортов яровой пшеницы зависело от условий выращивания, налива, сорта и изучаемых агроприемов (тип почвы, удобрения, предшественник).
Список использованных источников
1. Урожайность зерновых культур и уровень плодородия почвы в зависимости от внесения минеральных удобрений, типа почв в системе севооборота / И.Н. Романова, С.М. Князева, С.Н. Глушаков и др. // Зерновое хозяйство России. - 2016. - № 2. - С. 57-61.
2. Шпилев В.Н., Ториков В.Е. Оригинальное семеноводство как фактор повышения урожайности зерновых культур // Плодоводство и ягодоводство России. - 2017. - Т. 48. - № 1.- С. 296-299.
3. Бугаев П.Д., Пыльнев В.В. Хорошие семена - добрый урожай // Сельский механизатор. - 2005. - № 5. - С. 26-27.
4. Усанова З.И., Иванютина Н.Н. Эффективность применение различных препаратов в технологии возделывания яровой пшеницы в условиях Верхневолжья // В кн.: Устойчивое развитие АПК регионов: Ситуация и перспективы: материалы Международной научно-практической конференции. - Тверь, Изд-во: ФГБОУ ВО Тверская ГСХА, 2015. - С. 51-53.
5. Семыкин В.А., Пигорев И.Я. Проблемы современного растениеводства и пути их решения в условиях Курской области // Проблемы развития сельского хозяйства Центрального Черноземья: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Курск: Изд-во КГСХА, 2005. - С. 3-7.
6. Семыкин В.А., Пигорев И.Я., Долгополова Н.В. Эффективность выращивания яровой пшеницы в условиях Курской области // Успехи современного естествознания. - 2010. - № 9. - С. 195-196.
List of used sources
1. The yield of grain crops and the level of soil fertility, depending on the application of mineral fertilizers, the type of soil in the crop rotation system / I.N. Romanova, S.M. Knyazev, S.N. Glushakov et al. // Grain economy of Russia. - 2016. - № 2. - Pp. 57-61.
2. Shpilev V.N., Torikov V.E. Original seed production as a factor in increasing the yield of grain crops // Fruit and berry growing in Russia. - 2017. - T. 48. - № 1.- P. 296-299.
3. Bugaev P.D., Pylnev V.V. Good seeds - good harvest // Rural mechanization. - 2005. - № 5. - P. 26-27.
4. Usanova Z.I., Ivanyutina N.N. The effectiveness of the use of various drugs in the cultivation of spring wheat in the conditions of the Upper Volga // In the book: Sustainable development of the agroindustrial complex of the regions: Situation and prospects: materials of the International scientific-practical conference. - Tver, Publishing house: Tverskaya State Agricultural Academy, 2015. - P. 51-53.
5. Semykin V.A., Pigorev I.Y. Problems of modern crop production and ways of their solution in conditions of the Kursk Region // Problems of development of agriculture of the Central Chernozem Region: Materials of all-Russian scientific-practical Conference. - Kursk: Publishing house of the Kursk State Agricultural Academy, 2005. - P. 3-7.
6. Semykin V.A., Pigorev I.Y., Dolgopolova N.V. Efficiency of growing spring wheat in the conditions of the Kursk region // Successes of modern natural science. - 2010. - № 9. - P. 195-196.
