CC BY
111
001: 10.24411/0044-3913-2019-10109 УДК 631.559: 631.58: 633.11 (571.1)
Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от технологии возделывания в лесостепи Западной Сибири
Л. В. ЮШКЕВИЧ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: [email protected]) А. Г. ЩИТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник И. В. ПАХОТИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: [email protected]) Омский аграрный научный центр, просп. Королева, 26, Омск, 644012, Российская Федерация
В южной лесостепи Омской области в стационарном опыте лаборатории ресурсосберегающих технологий Сибирского научно-исследовательского института сельского хозяйства на лугово-черноземных почвах в 2004-2016 гг. изучали влияние различных систем обработки почвы, комплексного применения средств химизации и повторных посевов на урожайность и технологические свойства зерна яровой мягкой пшеницы. Исследование проводили в трехфакгорном опыте: система обработки почвы - отвальная, комбинированная, минимально-нулевая (фактор А), средства химизации - контроль без химизации, гербициды + удобрения + фунгициды + ретарданты (фактор В), предшественник (фактор С). Севооборот зерно-паровой с чередованием культур: чистый пар - пшеница - пшеница - пшеница - ячмень. Сокращение интенсивности и глубины обработки почвы вело при длительном применении минимальных систем к снижению накопления нитратного азота на 28...30%, а доля сорного компонента без использования средств химизации возрастала в 1,9 раза. При этом нарастает поражение растений корневыми гнилями как по мере удаления культуры от пара, так и от отвальной к минимальной обработке почвы. Повторные посевы яровой пшеницы к третьему полю после пара и сокращение интенсивности обработки почвы от комбинированной до минимально-нулевой в зависимости от предшественника приводяткснижению продуктивности культуры на 33,4% и 5,3...19,2% соответственно. Натура, масса 1000 зерен и стекловидность зерна по вариантам об-2 работки почвы отличались незначительно, но ° на фоне минимальной обработки наблюдали закономерное уменьшение содержания бел-oi каи клейковины в зерне достоверное при по -^ севе второй пшеницей после пара. По мере s удаления культуры от пара при повторных по-§ севах яровой пшеницы отмечали снижение 5 количества клейковины в зерне в среднем на ® 3,3%. Комплексное использование средств 5 химизации ведет к повышению урожайности О зерна яровой пшеницы на 0,66...1,89 т/га и
улучшению его качества. Выявлено значительное увеличение содержания в зерне бел -ка и клейковины на7,3...8,8%и6,9...10,5%, по сравнению с контрольным вариантом без химизации.
Ключевые слова: яровая пшеница, приемы основной обработки почвы, средства комплексной химизации, севооборот, предшественник, урожайность, качество зерна, белок, количество клейковины.
Для цитирования: Юшкевич Л. В., Щитов А. Г., ПахотинаИ. В. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от технологии возделывания в лесостепи Западной Сибири//Земледелие. 2019. № 1. С. 32-34. Ш: 10.24411/0044-3913-2019-10109.
Яровая пшеница - ведущая зерновая культура, которая занимает в Омской области 1,60 млн га, или 74,1 % площади посевов зерновых и зернобобовых (2017 с). Основная часть ее посевов (86 %) со-средоточенав засушливых степной и лесостепной зонахс годовым количеством осадков менее400мм. Нарушениеагро-технологий, критически малоевнесение минеральныхиорганическихудобрений делает зерновое производство до 90 % экстенсивным. За последние 20...25 лет продуктивность зерновых культур в Омской области составляет в среднем 1,30.. .1,50 т/га (в степной зоне -1,19т/ га, в южной лесостепи -1,47 т/га), что не соответствует потенциальным ресурсам агроландшафтовтерритории [1].
Существуютзначительные проблемы с производством высококачественного зерна. Поданным Федерального центра оценки безопасности, качества зерна и продуктов его переработки по Омской области в среднем за 2016-2017 гг при оценке 51 % зерна от валового сбора (2579,56 тыс. т) продовольственная пшеница составила 82,4 % с преобладанием 3 класса (47,7 %). Зерно пшеницы 1...2 классов отсутствовало как и в предыдущие годы (www.tczerna.ru). В то же время современная пшеница 3 класса в основном относится к слабой, а не ценной по качеству [2].
Качество зерна определяется как генетическими особенностями сорта, таки комплексом почвенно-климатическихи агротехническихусловий выращивания. Не вызывает сомнений роль азотных удобрений в увеличении содержания белка в зерне. Они способствуют росту биомассы листьев с фотосинтетической активностью, а 80 % азота удобрений
ремобилизуется в созревающую зерновку [3]. Так применение весенней подкормки аммиачной селитрой (NS6) и внекорневой подкормки мочевиной (N30) озимой пшеницы в условиях Орловской области обеспечило повышение урожайности на0,82...0,52т/га, массовой доли белка и клейковины на 0,6.. .0,9 % и 3,0.. .4,5 % соответственно по разным предшественникам [4].
Сибирская пшеница издавна отличалась высоким качеством зерна благодаря особенностям почвенно-климатических условий региона. В Омской области заготовка высококачественного зерна (1.. .2 класса) в 80-е гг прошлого века составляла 368 тыс. т, в 1986-1990 гг - 220,1 тыс. т, а в 19901995 гг - только 64,7 тыс. т [5].
Результаты исследований показывают, что технологии выращивания яровой пшеницы должны иметь ресурсосберегающую направленность при рациональном применении средств интенсификации (удобрения, баковые смеси гербицидов более широкого спектра действия, фунгициды и др.), ограничении повторных посевов культуры, подборе наиболее эффективных предшественников, атакже адаптивных и качественных сортов, обеспечивающих повышениеурожайности зерна высокого качества в 1,5.. .1,7 раза [6].
Один из факторов повышения эффективности сельскохозяйственного производства - правильно подобранная система обработки почвы. Исследования, проведенные в США (штат Канзас) выявили существенное повышение урожайности озимой пшеницы и сорго при снижении интенсивности обработки почвы (в ряду система no-till ^ минимальная обработка ^ классическая обработка почвы). При этом в варианте no-till обязательным условием было использование гербицидов для борьбы с сорняками [7].
В штате Южный Иллинойс изучение влияния разных систем обработок почвы (4 варианта) и использования удобрений (5 вариантов) на урожайность кукурузы (бессменный посев) и сои (в севооборотес кукурузой), атакже свойства почвы показало снижение урожайности на варианте no-till при внесении в почву фосфора и калия ниже рекомендованных норм. При условии контроля сорняков и управления плодородием почвы использование систем no-till позволяло длительное время получать высокиеурожаи изучаемых культур [8].
Цель исследований - на основании многолетних (13 лет) наблюдений установить влияние и результативность различных систем обработки почвы, комплексного применения средств химизации и повторных посевов науро-жайность и технологические свойства зерна яровой пшеницы в лесостепных агроландшафтахЗападной Сибири.
химизации доля сорного компонента в агрофитоценозе возрастала от отвальной до минимально-нулевой системы обработки с 12,2 % до 22,6 %, или в 1,9 раза. Зависимость продуктивности яровой пшеницы от засоренности агрофи-тоценоза повышалась от минимальной к отвальной обработке более чем в 2 раза и имела отрицательную направленность.
Поражение растений яровой пшеницы корневыми гнилями нарастало по мере удаления культуры от пара (в 1,9...2,2 раза) и от отвальной к минимальной обработке (на 36.. .41 %).
Коэффициент водопотребления на 1 т зерна (без химизации) увеличивался от отвальной к минимальной обработке с 113...117 до 121... 163 мм/т зерна, илина23,5 %.
В среднем пофакгорухимизации при сокращении интенсивности обработки почвы в севообороте урожайность яровой пшеницы снижалась, в зависимости от предшественника, от комбинированной до минимально-нулевой системы обработки на 0,16...0,40 т/га (5,3.. .19,2 %). При этом различия между вариантами по мере удаления яровой пшеницы от пара возрастали (табл. 1).
1. Качество зерна яровой пшеницы в зависимости от предшественника и системы обработки почвы в зернопаровом севообороте (южная лесостепь), 2005-2016 гг. (среднее по фактору)
Опыт мирового земледелия и исследования, проведенные в Западной Сибири, показывают, что без применения средств интенсификации, прежде всего удобрений, существенно повысить продуктивность зерновых культур практически невозможно [11]. За последние 25 лет применение минераль-ныхудобрений в России и регионе резко сократилось. Поданным А. И. Алтухова в 2012-2016 г вынос питательных веществ сурожаем сельскохозяйственных культур превышал их поступление в почву в 2,4 раз [12]. В северной зоне Омской области с 1991 г отмечено резкое сокращение использования средств интенсификации производства, что привело к снижению содержания подвижного фосфора и обменного калия до 81,2 и 99,9 мг/кп соответственно [13].
В наших исследованиях на 1 га пашни в севообороте систематически вносили удобрения в дозе 60 кг д.в. (М24Р36). Наблюдения показали, что комплексное применение удобрений и пестицидов оказывало существенное влияние на повышениеурожайно-сти и технологических свойств зерна яровой пшеницы (табл. 2).
Технологический показатель Урожай-
Система обработки масса натура стекло- содержание, % ность
почвы в севообороте 1000 зерна, видность, белка клейко- идк зер-
зерен, г г/л % вины на, т/га
пшеница после пара
Отвальная 34,2 745 51 14,34 29,1 69 3,04
Комбинированная 33,9 743 51 14,16 28,5 69 3,04
Минимально-нулевая 33,6 746 50 13,94 27,8 66 2,88
нср05 0,40 0,8 2,2 0,12
вторая пшеница после пара
Отвальная 34,5 759 47 13,15 26,4 68 2,56
Комбинированная 34,3 756 47 13,16 26,2 66 2,47
Минимально-нулевая 33,9 755 46 12,76 25,5 67 2,17
нср05 0,25 0,5 0,15
третья пшеница после пара
Отвальная 32,9 754 45 12,54 25,3 66 2,10
Комбинированная 32,8 755 45 12,68 25,4 67 2,08
Минимально-нулевая 32,9 757 44 12,41 24,9 66 1,68
нср05 0,33 0,17
Работу проводили в южной лесостепной зоне Омской области в 2004-2016 гг Почва опытного участка-лугово-черноземная с содержанием гумуса до 7.. .8 %, подвижного фосфора и калия (по Чирикову) - 121,3...126,7 и 308...317 мг/кг почвы. Эксперимент был заложен в зернопаровом севообороте, развернутом во времени и пространстве: чистый пар - пшеница -пшеница - пшеница - ячмень.
Схема трехфакторного опыта предусматривала следующие варианты: система обработки почвы в севообороте (фактор А) - отвальная (вспашка на глубину 20.. .22 см ежегодно под все культуры); комбинированная (вспашка в паровом поле и под третью пшеницу после пара, плоскорезная на 10... 12 см под вторую пшеницу после пара и под ячмень); минимально-нулевая (в паровом поле - летние культивации на глубину до 8...10 см, в остальных полях без осенней обработки); средства химизации (фактор В) - без средств химизации (контроль); гербициды+удобрения + фунгициды + ретарданты (комплексная химизация); предшественник (фактор С). Дисперсионный анализ полученныхданныхпроводили по схеме многофакторного эксперимента по В. Н. Перегудову [9]. Расчет НСР05 для частных различий проведен по схеме многофакторного опыта без повторностей. В таблицах приведены значения НСР05 только для главных факторов (система обработки почвы и средствахимизации) для каждой культуры севооборота.
Среднеранние сорта яровой пшеницы Памяти Азиева, Омская 36 высевали 15.. .25 мая с нормой высева после пара 5,0 млн всхожих зерен на 1 га, по непаровым предшественникам - 4,5 млн/ га. Посев проводили дисковой сеялкой С3-3,6, с 2012 г - ПК «ЭеКогс!». Уборка однофазная комбайном «Эатро 130» с оставлением измельченной соломы на поле. Площадь делянки первого порядка - 2700 м2, второго - 450 м2, учетная площадь 36 м2. Размещение делянок систематическое в 4-кратной повтор-ности. Технологические свойства зерна определяли в лаборатории качества зерна ФГБНУ СибНИИСХ.
Метеорологические условия были близки к среднемноголетним. Средний ГТК за 13 лет исследований составил 1,04. Наиболее засушливые условия отмечали в 2004 г. (ГТК -0,67), 2008 г. (0,69), 2010 г. (0,55), 2012 г. (0,69) и 2014 г. (0,68).
Длительное применение минимальных систем обработки почвы приводило кдифференциации верхнего (0.. .30 см) слоя почвы по биологической активности и снижению накопления нитратного азота, в сравнении сотвальной обработкой, на28...30%.
При сокращении интенсивности обработки почвы в севообороте без
В целом по вариантам продуктивность яровой пшеницы при повторном посеве (3-я культура после пара), относительно пшеницы по пару, снижалась в среднем с 2,99 т/га до 1,95 т/га, или на 1,04 т/га (33,4%).
Между вариантами обработки почвы показатели качества зерна (масса 1000 зерен, натура и стекловидность) отличались незначительно. В наибольшей степени при минимальной системе наблюдали снижение содержания в зерне белка и клейковины, в основном из-за ухудшения условий азотного питания растений. Аналогичную закономерность уменьшения клейковины в зерне яровой пшеницы отмечали при удалении культуры от пара к повторному посеву - в среднем на3,3%, при заметном ухудшении экономических параметров [10].
В зависимости от предшественника, комплексное применение средств интенсификации способствовало повы-шениюурожайности зернавсреднем на 0,66.. ,1,89т/га, или 59.. .94%. Одновременно отмечали увеличение массы 1000 зерен на 8,1...11,5 %, стекловидности зерна после непаровых предшественников на 7,8.. .19,1 % при незначительном изменении натурной массы. При этом ы заметно возрастало содержание в зерне о белка (на 7,3.. .8,8 %) и клейковины (на | 6,9.. .10,5 %), причем по мере удаления ^ культуры от парового предшественника ® различия между вариантамитехнологий 5 возрастали. Показатели ИДКдостовер- 2 но различались только при возделыва- ™ нии пшеницы по пару. м
Доминирующими факторами, влияю- ® щими на урожайность и качество зерна <о
2. Качество зерна яровой пшеницы в зависимости от применения комплексной химизации в зернопаровом севообороте (южная лесостепь), 2005-2016 гг.
(среднее по фактору)
Уровень химизации Технологический показатель Урожайность зерна, т/га
масса 1000 зерен, г натура зерна, г/л стек-ловид-ность, % содержание, % идк
белка клейковины
Контроль (без химизации) Комплексная химизация нср05 пшеница после пара 32,2 740 50 35,6 750 51 0,56 4,0 1,1 13,65 14,64 0,93 27,5 29,4 0,7 65 69 1,8 2,02 3,91 0,10
вторая пшеница после пара
Контроль (без химизации) 32,4 752 45 12,55 25,1 67 1,55
Комплексная химизация 36,1 761 48 13,50 27,0 67 3,26
нср05 0,86 3,5 1,6 0,21 0,4 Ff<Ft 0,12
третья пшеница после пара
Контроль (без химизации) 30,6 747 41 12,05 23,9 66 1,12
Комплексная химизация 35,1 762 49 13,11 26,4 66,0 1,78
нср05 0,58 3,8 2,1 0,27 0,6 Ff<Ft 0,14
яровой пшеницы, были средства интенсификации (30,6 %), вклад предшественников составлял 22,0%, погодных условий - 19,3 %, системы обработки почвы - менее 10%.
Таким образом, урожайность и качество зерна яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири во многом определяется уровнем агротехнологий и, прежде всего, рациональным применением средств интенсификации. При сокращении интенсивности обработки почвы в севообороте, в зависимости от предшественника, от ресурсосберегающей комбинированной до минимально-нулевой системы обработки сбор зерна снижается на 0,16.. ,0,40 т/ га (5,3.. .19,2 %). При повторных посевах относительно парового предшественника он уменьшается в среднем с 2,99 до 1,95 т/га, или на 33,4 %, при снижении содержания клейковины в зерне на 3,3 %. Комплексное применение средств интенсификации способствует повышениюурожайности на 59.. .94%, а такжеулучшению качествазернаяровой пшеницы - рост содержания белка и сырой клейковины в зерне составил 7,3.. .8,8% и 6,9. ..10,5 % соответственно от экстенсивного варианта.
Литература.
1. Тактика полевых работ в хозяйствах Омской области в 2016 годусучетом складывающихся погодныхусловий: рекомендации // под ред. И. Ф. Храмцова, М. С. Чекусова. Омск: ЛИТЕРА, 2016.52с.
2. Мелешкина Е. П. Современные требования к качеству зерна и муки из пшеницы и их стандартизация // Современные методы, средства и нормативы в области оценки
® качества зерна и зернопродуктов: сборник О материалов 14-й Всероссийской научно-N практической конференции (5-9 июня 2017 ^ г.), КФ ФГБНУ «ВНИИЗ» [Электронный 2 ресурс]. Анапа, 2017. С. 5-12. URL: http:// jjj vniiz.org/science/publication/article-243 (дата =« обращения: 15.11.2018). ц 3. Реализация генетического потенциала сортов мягкой пшеницы под влияни-5 ем условий внешней среды: современные р!) возможности улучшения качества зерна и
хлебопекарной продукции / Е. К. Хлесткина, Е. В. Журавлева, Т А. Пшеничникова и др. // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. №3. С. 501-514.
4. Мельник А. Ф., Фомочкин В. А. Об элементах агротехники, продуктивности и качестве зерна у озимой пшеницы в условиях Орловской области // Сельскохозяйственная биология. 2014. № 1. С. 122-124.
5. Увеличение и стабилизация производства высококачественного зерна пшеницы Омской области: практическое руководство / Ю. В. Колмаков, И. В. Пахотина, Л. В. Юшкевич и др. Омск: Издательство «ЛИТЕРА», 2015.60 с.
6. Юшкевич Л. В. Ресурсосберегающая система обработки почвы и плодородие черноземных почв при интенсификации возделывания зерновых культур в южной лесостепи Западной Сибири: дис... д-рас.-х. наук. Омск, 2001.490 с.
7. Long-term tillageon yield and water use of grain sorghum and winter wheat/А. J. Schlegel, Y Assefa, C. R. Thompson, etc. // Agronomy Journal. 2018. Vol. 110. No. 1. Pp. 269-280. DOI: 10.2134/agronj2017.02.0104.
8. Cook R. L., Trlica A. Tillage and fertilizer effects on crop yield and soil properties over 45 years in Southern Illinois // Agronomy Journal. 2016. Vol. 108. No. 1. Pp. 415-426. DOI: 10.2134/agronj2015.0397.
9. Перегудов В. H. Метод наименьших квадратов и его применение в исследованиях. М.: Статистика, 1965.340с.
10. Юшкевич Л. В., Щитов А. Г., Ломанов-скийА. В. Повышение продуктивности яровой пшеницы в повторных посевах в южной лесостепи Западной Сибири //Достижения науки и техники АПК. 2015. №11.С. 70-73.
11. Холмов В. Г., Юшкевич Л. В. Интенсификация и ресурсосбережение в земледелии лесостепи Западной Сибири: монография. Омск: Издательство ОмГАУ, 2006.396 с.
12. Алтухов А. И. Производству высококачественной пшеницы необходима государственная поддержка // Зернобобовые и крупяные культуры. 2017. №3 (23). С. 15-23.
13. Федорова Е. А., Авгуль Е. П., Плюшкина О. В. Состояние почвенного плодородия, динамика применения минеральных и органических удобрений, баланс элементов питания и гумуса в северной зоне Омской области // Достижения науки и техники АПК. 2016.Т30. №7. С. 38-40.
Grain Yield and Quality of Spring Soft Wheat Depending on Cultivation Technology in the Forest-Steppe ofWestern Siberia
L. V. Yushkevich, A. G. Shchitov, I. V. Pakhotina
Omsk Agrarian Scientific Center, prosp. Koroleva, 26, Omsk, 644012, Russian Federation
Abstract. The influence of various tillage systems, integrated application of agricultural chemicals and repeated sowing of spring soft wheat on the yield and processing properties of grain was studied. The experiment was carried out in the southern forest-steppe of the Omsk region in the laboratory of resource-saving technologies of the Siberian Research Institute of Agriculture on meadow chernozem soils in 2004-2016. There were three factors: tillage system ( factor A), chemical means ( factor B), forecrop (factor C). Tillage systems included moldboard, combined and minimum-zero tillage. Chemical means included a control without chemicalization and a variant with herbicides, fertilizers, fungicides, and retardants. The crop rotation was grain-fallow with alteration of cultures: bare fallow, wheat, wheat, wheat, barley. Reducing the intensity and depth of tillage led to a decrease in the accumulation of nitrate nitrogen by28-30% with prolonged use of the minimum system, and the proportion of the weed component without using chemicals increased 1.9 times. At the same time, plant injury by root rot increased in repeated wheat sowings and at the reduction of the tillage intensity. Repeated sowing of spring wheat and lower intensity of tillage from combined to minimum-zero systems, depending on the fore-crop, led to lower crop productivity by 33.4% and 5.3-19.2%, respectively. Grain-unit, the weight of thousand seeds and grain vitreous-ness differed insignificantly in tillage variants, but against the background of minimal processing, a regular decrease in the protein and gluten content in the grain was observed in the second wheat field. With repeated sowing of spring wheat, a decrease in the amount of gluten in the grain by an average of 3.3% was noted. Integrated application of agricultural chemicals led to an increased yield of spring wheat grain by 0.66-1.89 t/ha and improved grain quality. A significant increase in protein and gluten content in grain by 7.3-8.8% and 6.9-10.5% was revealed in this variant compared to the control without chemical means.
Keywords: spring wheat; tillage techniques; integrated chemical means; crop rotation; forecrop; yield; grain quality; protein; gluten content.
Author Details: L. V. Yushkevich, D. Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: [email protected]); A.G. Shchitov, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow;/. V. Pakhotina, Cand. Sc. (Agr.), head of laboratory(e-mail:[email protected]).
For citation: Yushkevich L. V., Shchitov A. G., Pakhotina I. V. Grain Yield and Quality of Spring Soft Wheat Depending on Cultivation Technology in the Forest-Steppe of Western Siberia. Zemledelije. 2019. No. 1. Pp. 32-34 (in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10109.
