CC BY
145
УДК 631.559:630*232.318:633.11:631.82
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
A. И. Косолапова, д-р с.-х. наук, ФГБНУ Пермский НИИСХ,
ул. Культуры, 12, с. Лобаново, Пермский край, Россия, 614532 E-mail: [email protected];
B. И. Возжаев, аспирант; П. А. Лейних, канд. с.-х. наук, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА,
ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990
Аннотация. В полевом опыте на дерново-подзолистой почве изучали действие уровней минерального питания N30P30K30 - N150P150K150 кг д.в./га на формирование урожайности и качество зерна яровой пшеницы сорта Горноуральская. В опыте использовали аммиачную селитру, суперфосфат, хлористый калий, которые вносили под предпосевную культивацию. Учет урожая проводили прямым комбайнированием. Содержание белка определяли по методу Барн-штейна, количество сырой клейковины- по ГОСТ 13586-68, стекловидность - по ГОСТ 1089776, элементный состав зерна и соломы - по методу Куркаева в модификации Пиневич. Установлено, что применение минеральных удобрений N30P30K30 - N150P150K150 кг д.в./га способствовало повышению урожайности яровой пшеницы по сравнению с контролем на 0,29-1,66 т/га. Прибавка урожая в этих вариантах получена за счет увеличения количества зерен в колосе и массы 1000 зерен. В этих вариантах увеличивается содержание белка, стекловидности, общего азота, фосфора, калия в зерне. По комплексной оценке выделился вариант с внесением минеральных удобрений N60P60K60: урожайность составила 3,21 т/га, клейковина - 21,6%, окупаемость 1 кг д.в./га NPK прибавкой урожая - 8 кг зерна при энергетическом коэффициенте 2,53. Дальнейшее увеличение дозы минеральных удобрений вызывало полегание посевов и снижение содержания клейковины.
Ключевые слова: яровая пшеница, минеральные удобрения, урожайность, окупаемость, клейковина, белок, стекловидность.
Введение. В мире и Уральском регионе ведущее место среди зерновых культур принадлежит яровой пшенице. В зерновом балансе Пермского края она также занимает приоритетное положение, на её долю приходится 27-30% от посевных площадей [1].
Востребованность яровой пшеницы объясняется высокой потребительской ценностью и универсальностью использования на пищевые, кормовые и технические цели. Широкое применение яровой пшеницы обусловлено высоким содержанием белка и незаменимых кислот, крахмала и других веществ, необходимых для полноценного питания [2]. Пшеничный хлеб отличается высокими вкусовыми качествами, по питательной ценности и переваримости превосходит хлеб из муки всех других зерновых культур [3,4].
Возможности для расширения площадей под яровую пшеницу с каждым годом уменьшаются, поэтому увеличение валового сбора зерна может идти за счет повышения урожайности, которая в Пермском крае остаётся не-
высокой 11-13 ц/га. Рост урожаев этой культуры является важнейшей народнохозяйственной задачей.
Яровая пшеница - культура, требовательная к условиям произрастания. Прежде всего, к наличию в почве легкодоступных питательных веществ, что объясняется коротким периодом вегетации и пониженной усвояющей способностью корневой системы [5-6].
Наиболее эффективным средством повышения урожайности и качества зерна яровой пшеницы на дерново-подзолистых почвах, занимающих значительную часть площади пашни в Пермском крае, является применение удобрений [7-10].
Однако в литературе нет единого мнения о дозах, способах применения минеральных удобрений, что обусловлено разнообразием почвенно-климатических условий, сортов и требований, предъявляемых к ним.
Цель исследований - изучить влияние различных уровней питания на урожайность и качественные показатели зерна яровой пшеницы.
Методика. Влияние минеральных удобрений на формирование урожайности и качество зерна изучали в вариантах с разным уровнем минерального питания: без удобрений, NзoPзoКзo, N60 P60 ^0 , N90 P90 К90 , N120 P120 К120, N150 P150 K150 в полевом восьмиполь-ном парозернопропашном севообороте. В опыте использовали аммиачную селитру, суперфосфат, хлористый калий, которые вносили под предпосевную культивацию. Учет урожая проводили прямым комбайни-рованием, содержание белка определяли по методике Барнштейна, количество сырой клейковины - по ГОСТ 13586-68, стекло-видность - по ГОСТ 10897-76, элементный состав зерна и соломы - по методу Куркаева в модификации Пиневич [16].
Результаты. Применение возрастающих доз минеральных удобрений способствовало изменению агрохимических показателей дерново-мелкоподзолистой, тяжелосуглинистой почвы и повышению урожайности яровой пшеницы.
Агрохимические показатели
Важным аспектом экологической оценки состояния почвы, находящейся в с использовании, является изменение агрохимических показателей. Почва опытного участка характеризуется низким содержанием гумуса, слабокислой реакцией среды, повышенной обеспеченностью подвижным фосфором и обменным калием (табл. 1).
Длительное использование почвы без внесения минеральных удобрений способствовало снижению содержания гумуса, подвижного фосфора, обменного калия, подкис-лению почвы.
Скрытые деградационные процессы сопровождались возрастанием не только актуальной, но и потенциальной кислотности: гидролитическая кислотность повысилась, снизилась сумма обменных оснований, емкость катионного обмена. Внесение минеральных удобрений в низких дозах ^^здКзд не обеспечило стабилизации показателей поглощающего комплекса, содержания гумуса, подвижного фосфора, обменного калия.
Таблица 1
ерново-мелкоподзолистой почвы
Варианты Гумус, % pH K г а Иг | S | EКО Мг экв/почвы V, % Мг/кг почвы
Исходная почва 2,13 5,5 3,0 26,2 29,2 90 146 152
Без удобрения 1,90 5,0 3,5 21,3 27,8 77 109 142
NPK 30 30 30 1,91 5,0 3,5 21,0 24,5 86 92 138
N P K 60 60 60 2,02 5,1 4,0 21,8 25,8 84 105 143
N P K 90 90 90 2,06 4,9 4,1 19,6 23,8 82 130 152
N P K 120 120 120 2,06 4,8 4,2 19,8 24,0 83 135 166
N P K 150 150 150 2,03 4,8 4,8 19,6 24,4 82 184 192
НСР 05 0,10 0,1 0,3 1,5 11 16
При внесении умеренной дозы минеральных удобрений отмечена тенденция повышения содержания гумуса. Кислотность почвы, содержание подвижного фосфора, обменного калия и сумма поглощенных оснований остались на уровне контрольного варианта (без внесения минеральных удобрений). Внесение повышенных доз ^^90К90 и N12^12^^ способствовало стабилизации содержания органического вещества за счет лучшего развития растений и накопления пожнивно-корневых остатков, а также повышению содержания подвижного фосфора, обменного калия, подкис-лению почвы.
Следует отметить, что более существенное положительное влияние на содержание органического вещества, накопление подвижного фосфора и калия, кислотность почвы, оказала доза минеральных удобрений ^^доКэд.
Повышение дозы до 150 кг не оказало достоверных изменений на агрохимические показатели почвы.
Изменение показателей плодородия почвы оказало существенное влияние на урожайность яровой пшеницы, которая в среднем за 3 года изменялась с 1,77 до 3,43 т/га (табл. 2). Внесение минеральных удобрений ^^30К30 оказалось недостаточным для формирования существенного повышения урожайности яровой пшеницы.
Математически доказанное увеличение урожайности наблюдалось в варианте с внесением минеральных удобрений ^^^К^ и выше д.в./ га. Однако следует отметить, что увеличение дозы минеральных удобрений выше 60 кг д.в./га не имело существенного преимущества перед этим вариантом.
Таблица 2
Влияние минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы, т/га
Варианты Годы учета В среднем за 3 года Окупаемость1 кг д.в. №К, кг КОЭ
2013 2014 2015
урожайность прибавка
Без удобрений 1,68 1,77 1,85 1,77 - 1,94
^0Р30К30 1,89 2,14 2,16 2,06 0,29 3,2 2,07
N60 Р60 К60 2,49 3,40 3,75 3,21 1,44 8,0 2,53
N90 Р90 К90 2,38 3,60 3,90 3,29 1,52 5,6 1,29
N120 Р120 К120 2,33 3,72 3,92 3,32 1,55 4,3 1,28
N150 Р150 К150 2,26 3,82 4,20 3,43 1,66 3,7 1,19
НСР 05 0,51 0,46 0,72 0,81
На формировании урожайности яровой пшеницы сказались также погодные условия, так максимальная урожайность яровой пшеницы была отмечена в 2015 году, который характеризовался высокой влагообеспеченно-стью и достаточным количеством тепла, несмотря на перепады среднесуточной температуры воздуха в течение вегетационного периода. Высокие дозы минеральных удобрений ^гоРшКш - К^оРшКш вызывали полегание посевов и потери при уборке.
Окупаемость вносимых удобрений в опыте прибавкой урожая изменялась от 3,2 до 8,0 кг.
Наиболее высоким этот показатель 8 кг был в варианте с внесением минеральных удобрений К60Р60К60. Энергетическая эффективность применяемых удобрений по всем вариантам была выше единицы.
Наиболее высокое содержание белка 12,913,1% отмечено в вариантах с внесением удобрений К60Р60К60 и выше. Увеличение дозы удобрений выше 60 кг д.в./га не обеспечило существенного увеличения содержания белка.
Высокие дозы удобрений способствовали снижению содержания клейковины и её качества.
Натура косвенно характеризует выполненность зерна, т.е. степень его налива и созревания. Из высоконатурного зерна получается больше муки и меньше отрубей. Внесение ми-
Прибавка урожая у всех вариантов с внесением минеральных удобрений получена за счет продуктивности колоса: выше масса колоса и 1000 зерен.
Внесение минеральных удобрений оказало положительное влияние не только на урожайность яровой пшеницы, но и на качество зерна.
Сбалансированное питание растений способствовало повышению качества зерна пшеницы Горноуральская, которая в зерновом балансе Пермского края занимает ведущее место.
Для характеристики пищевой, товарной и кормовой ценности зерна яровой пшеницы основными качественными показателями являются клейковина и белок.
Как показывают данные таблицы 3, с внесением минеральных удобрений в зерне яровой пшеницы повышается содержание белка.
неральных удобрений в опыте не оказало существенного влияния на этот показатель.
Стекловидность зерна пшеницы связывают с хлебопекарными свойствами. В высокостекловидной пшенице больше белков, образующих клейковину, и, следовательно, муку с более высокими хлебопекарными свойствами.
Существенное увеличение стекловидно-сти зерна отмечено в вариантах с внесением минеральных удобрений К60Р60К60 и выше. Увеличение дозы минеральных удобрений выше 60 кг д.в./га не имело преимущества по
Таблица 3
Влияние минеральных удобрений на качество зерна яровой пшеницы, %
Варианты Белок Клейковина Натура, г/л Стекловидность Зола
Контроль- без удобрений 10,9 13,6 765 70 1,62
^0Р30К30 11,0 15,0 780 69 1,59
^0Р60К60 13,0 15,6 785 80 1,70
■^90Р90К90 12,9 14,8 760 82 1,72
^20Р120К120 13,1 15,0 778 79 1,69
^50Р150К150 12,9 13,9 780 80 1,65
НСР 0,8 1,1 Fф<Fт 10 0,12
показателю стекловидности в сравнении с этим вариантом.
Таким образом, для получения качественного зерна яровой пшеницы оказалось достаточной доза минеральных удобрений N6oP6oK6o.
Выводы. 1. Длительное применение минеральных удобрений способствовало под-кислению почвы, накоплению подвижного фосфора и обменного калия.
2. Урожайность яровой пшеницы в среднем за 3 года в опыте составила 1,77- 3,43 т/га, по сравнению с контролем она была выше на 0,29-1,66 т/га. Существенная прибавка урожайности 1,56 отмечена в варианте с внесением ^^отКда и выше.
3. По комплексной оценке выделился вариант с внесением ^^^К^ при окупаемости прибавкой урожая 8 кг и КОЭ - 2,53 с содержанием белка - 13, клейковины -15,6%.
Литература
1. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации [Электронный ресурс]. Режим дотупа: URL: http://mcx.ru (дата обращения: 02.03.2017).
2. Воробьев А. В., Воробьев В. А. Оценка адаптивной способности и стабильности сортов в селекции в селекции яровой пшеницы на Среднем Урале // Достижения науки и техники АПК. - 2011. №6. С. 18-20.
3. Вьюшков А. А., Шевченко С. Н. Пшеница - высокое качество // Земледелие. 2000. №4. С. 17.
4. Зверева Н. А., Терехин М. В., Мищенко Л. М. Влияние погодных условий и природной зоны возделывания н качество зерна яровой пшеницы в Амурской области // Вестник Алтайского ГАУ. 2013. №4. С. 10-13.
5. Зезин Н. Н., Воробьев В. А. Хлебопекарная пшеница Уральской селекции // Достижения науки и техники АПК. 2010. №11. С. 40-42.
6. Макаров Р. Ф., Архипова В. В. Влияние удобрений на урожайность и качество мягкой пшеницы // Зерновые культуры. 1999. №2. С. 25-26.
7. Новиков Н. Н. Белки зерна пшеницы и формирование качества урожая: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. М., 1995. 50 с.
8. Пасынкова Е. Н., Завалин А. А., Пасынков А. В. Содержание сахаров и общего азота в яровой пшенице по фазам вегетации как диагностические показатели функционального состояния растений // Достижения науки и техники АПК. 2013. №1. С. 8-11.
9. Кадиков Р. К., Никулин А. Ф., Исмагилов Р. Р. Зависимость урожайности сортов яровой пшеницы от погодных условий вегетации // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. №6. С. 63-65.
10. Оленин О. А. Биологизация технологии возделывания яровой пшеницы и производство экологически безопасного зерна // Земледелие. 2016. №2. С. 8-13.
11. Экологические последствия применения химических средств в земледелии / В. Г. Минеев [и др.] // Агрохимия. 1991. № 8. С. 96-104.
12. Durrant A. The environmental induction of heritable change in linum // Heredity, 1962. №17. P. 27-61.
13. Wu G. Responses of higher plants to abiotic stresses and agricultural sustainable development / G. Wu, C. Zhang, L. Chu and H. Shao // Journal of Plant Interactions. 2007. №2. P. 135-147.
14. Абашев В.Д. Влияние минеральных удобрений на урожайность зерна яровой пшеницы / В.Д. Абашев, Ф.А. Попов, Е.Н. Носкова, С.Н. Жук // Пермский аграрный вестник. 2017. №1. (17). С. 7-12.
15. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1979. - 180 с.
16. Минеев В. Г. Практикум по агрохимии : учебное пособие. М. : МГУ, 2001. 639 с.
CROP PRODUCTIVITY AND GRAIN QUALITY OF SPRING WHEAT IN DEPENDENCE ON APPLICATION OF MINERAL FERTILIZERS
A. I. Kosolapova, Dr. Agr. Sci., Perm Agricultural Scientific Research Institute 12 Kultury St., Lobanovo 614532 Russia E-mail: pniish@ rambler.ru
V. I. Vozzhaev, Post-Graduate Student; P. A. Leinikh, Cand. Agr. Sci., Perm State Agricultural Academy 23 Petropavlovskaya St., Perm 614990 Russia
ABSTRACT
An impact of levels of mineral nutrition with N30P30K30-N150P150K150 kilograms of active ingredient (AI) per hectare on forming crop productivity and grain quality of spring wheat of Gornouralskaya Variety in field experiment on turf-podzolic soil was studied. Ammonium nitrate, superphopsphate, chloride potassium - applied during pre-sowing cultivation - were used in the experiment. Crop estimate was carried out with direct combining. Protein content was determined according to the method of Barstein, an amount of raw gluten according to GOST 13586-68, vitreousity - GOST 10897-76, element composition of grain and straw - according to Kurkaev method in Pinevitch modification. It is established that mineral fertilizer application N30P30K30-N150P150K150 active ingredient (AI) promoted an increase of spring wheat yield compared with the control one for 0.29-1.66 ton per hectare. The increase at these options was obtained at the expense of
growing a number of grains in an ear and a weight of 1000 grains. Content of protein, vitreousity, common azote, phosphorus, potassium in grain was greater in these options. Complex estimation underlined an option with application of mineral fertilizers N60P60K60; yield was 3.21 ton per hectare, payback of 1 kilo of active ingredient (AI) NPK an increase of yield - 8 kilos of grain, energy coefficient equal to 2.53. Further increasing of mineral fertilizer dose caused crop lodging and decreasing gluten content.
Key words: spring wheat, mineral fertilizers, yield, payback, gluten, protein, vitreousity.
References
1. Ministerstvo sel'skogo khozyaistva Rossiiskoi Federatsii (Ministry of Agriculture of the Russian Federation) [El-ektronnyi resurs], Rezhim dotupa: URL: http://mcx.ru (data obrashcheniya: 02.03.2017).
2. Vorob'ev A. V., Vorob'ev V. A. Otsenka adaptivnoi sposobnosti i stabil'nosti sortov v selektsii v selektsii yarovoi pshenitsy na Srednem Urale (An estimation of an adaptive capability and stability of varieties in selection in the selecting of spring wheat in the Middle Ural), Dostizheniya nauki i tekhniki APK, 2011, No.6, pp. 18-20.
3. V'yushkov A. A., Shevchenko S. N. Pshenitsa - vysokoe kachestvo (Wheat of high quality), Zemledelie, 2000, No.4, P. 17.
4. Zvereva N. A., Terekhin M. V., Mishchenko L. M. Vliyanie pogodnykh uslovii i prirodnoi zony vozdelyvaniya n kachestvo zerna yarovoi pshenitsy v Amurskoi oblasti (An impact of weather conditions and natural zone of cultivation and spring wheat grain quality in the Amur Region), Vestnik Altaiskogo GAU, 2013, No.4, pp. 10-13.
5. Zezin N. N., Vorob'ev V. A. Khlebopekarnaya pshenitsa Ural'skoi selektsii (Bread-making wheat of Ural selection), Dostizheniya nauki i tekhniki APK, 2010, No. 11, pp. 40-42.
6. Makarov R. F., Arkhipova V. V. Vliyanie udobrenii na urozhainost' i kachestvo myagkoi pshenitsy (An impact of fertilizers on yield and soft wheat quality), Zernovye kul'tury, 1999, No.2, pp. 25-26.
7. Novikov N. N. Belki zerna pshenitsy i formirovanie kachestva urozhaya (Proteins of wheat grain and formation of yield quality), avtoref. dis. ... d-ra s.-kh. nauk, Moscow, 1995, 50 p.
8. Pasynkova E. N., Zavalin A. A., Pasynkov A. V. Soderzhanie sakharov i obshchego azota v yarovoi pshenitse po fazam vegetatsii kak diagnosticheskie pokazateli funktsional'nogo sostoyaniya rastenii (Sugar content and common azote in spring wheat according to vegetation phases as the diagnostic indicators of functional condition of plants), Dostizheniya nauki i tekhniki APK, 2013, No.1, pp. 8-11.
9. Kadikov R. K., Nikulin A. F., Ismagilov R. R. Zavisimost' urozhainosti sortov yarovoi pshenitsy ot po-godnykh uslovii vegetatsii (An impact of spring wheat variety productivity on weather conditions of vegetation), Izvestiya Oren-burgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2012, No.6, pp. 63-65.
10. Olenin O. A. Biologizatsiya tekhnologii vozdelyvaniya yarovoi pshenitsy i proizvodstvo ekologicheski bez-opasnogo zerna (Biologic factoring of spring wheat cultivation technology and production of ecologically safe grain), Zem-ledelie, 2016, No.2, pp. 8-13.
11. V. G. Mineev et. al. Ekologicheskie posledstviya primeneniya khimicheskikh sredstv v zemledelii (Ecological consequences of chemical substances application in farming), Agrokhimiya, 1991, No. 8, pp. 96-104.
12. Durrant A. The environmental induction of heritable change in linum, Heredity, 1962, No.17, pp. 27-61.
13. Wu G., Zhang C., Chu L., Shao H. Responses of higher plants to abiotic stresses and agricultural sustainable development, Journal of Plant Interactions, 2007, No.2, pp. 135-147.
14. Abashev V. D., Popov F.A., Noskova E.N., Zhuk S. N. Vliyanie mineral'nykh udobrenii na urozhainost' zerna ya-rovoi pshenitsy (Influence of mineral fertilizers on spring wheat grain yield capacity), Permskii agrarnyi vestnik, 2017, No.1 (17), pp. 7-12.
15. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (The Field Experiment Method), Moscow, Kolos, 1979, 180 p.
16. Mineev V. G. Praktikum po agrokhimii (Practical works in agrochemistry), uchebnoe posobie, Moscow, MGU, 2001, 639 p.
УДК 631. 51
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Е. В. Кузина, канд. с.-х. наук,
ФГБНУ «Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», ул. Институтская, 19, пос. Тимирязевский, Ульяновский район, Ульяновская область, Россия, 433315
E-mail: [email protected]
Аннотация. Изложены результаты оценки противосорняковой эффективности способов основной обработки почвы в полевом севообороте лесостепи Среднего Поволжья при их продолжительном применении в стационарном опыте. Изучали обычную отвальную и безотвальную, а также мелкую мульчирующую, нулевую и гребнекулисную обработки почвы. Предпо-
