CC BY
138
УДК 633.11«321»:631.559:631.531.011:551.515
ВЛИЯНИЕ ГИДРОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЛЕСОСТЕПИ НОВОСИБИРСКОГО ПРИОБЬЯ
Н.И. ДОБРОТВОРСКАЯ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
СибНИИЗиХ Россельхозакадемии
В.К. КАЛИЧКИН, доктор сельскохозяйственных наук, первый заместитель председателя СО Россельхозакадемии О.Л. СОРОКИНА, научный сотрудник СибНИИЗиХ Россельхозакадемии E-mail: dobrotvorskaya@mail.ru
Резюме. В условиях Западной Сибири урожайность зерновых в значительной степени зависит от характера влагообеспе-ченности и температурного режима вегетационного периода, изменчивость которых приводит к сильной её вариабельности. Качество зерна определяется содержанием клейковины, на количество которой в основном влияет уровень азотного питания, сортовых особенностей культуры и условий вегетационного периода. Исследования проводили с целью определения оптимального сочетания погодных условий для достижения высокого урожая зерна повышенного качества. Опыт выполнен на черноземе выщелоченном на плакорном участке Новосибирского Приобья в 2007-2012 гг. Изучаемая культура - яровая пшеница сорта Новосибирская 29. Схема опыта включала следующие варианты: контроль (без удобрений), N60P30, N120P60 (из расчета на урожай 4,0 т/га). При современных повышенных требованиях к качеству зерна оценка гидротермических условий за первую половину вегетации (ГТК май-июль) недостаточна. Необходимо использование оценки условий и второй половины вегетационного периода. Применение минеральных удобрений расширяет диапазон благоприятных гидротермических условий, как для повышения урожайности яровой пшеницы, так и для улучшения качества зерна. Оптимальная величина ГТК, обеспечивающая сочетание высокого урожая с повышенным качеством зерна, в мая-июле равна 1,0...1,49, в июле-августе - 0,63...1,2. Ключевые слова: урожайность яровой пшеницы, клейковина, метеоусловия вегетационного периода, гидротермический коэффициент, минеральное питание
В условиях Западной Сибири урожайность зерновых в значительной степени зависит от характера влагообе-спеченности и температурного режима вегетационного периода, изменчивость которых приводит к сильной её вариабельности [1, 2]. Для центральной лесостепи Приобья высокая положительная корреляционная связь урожайности с гидротермическим коэффициентом (ГТК) показана за период июнь-июль (г=0,84) [3]. Качество зерна определяется содержанием клейковины, на количество которой в числе других факторов (уровень азотного питания [4, 5], сортовые особенности культуры [6], предшественник) влияют гидротермические условия года. Отмечена отрицательная взаимосвязь между значениями содержания клейковины и ГТК за вегетационный период, причем с увеличением уровня интенсификации производства она усиливалась (г=-0,46 .„-0,84) [7].
В южной части Западной Сибири среднемноголетний цикл погоды характеризуется ранневесенней засухой и преобладанием осадков во второй половине вегетации. Но, зачастую, хотя в целом вегетационный период считается засушливым, выпадение осадков в критический для развития растений яровой пшеницы период (кущение - колошение) обусловливает формирование высокого урожая. В литературе в основном используют показатели гидротермических условий, усредненные за вегетационный период в целом (май-
август). Однако связь между ними урожайностью характеризуется низким коэффициентом корреляции [8]. Поэтому, на наш взгляд, целесообразна более дифференцированная оценка гидротермических условий в разные периоды вегетации культуры.
Высокое содержание клейковины в зерне формируется преимущественно в годы с сухой второй половиной лета. В связи с этим представляется актуальным изучение интегрированного влияния на качество зерна гидротермических условий за период июль - август.
Цель наших исследований - определить оптимальное сочетание погодных условий в течение вегетационного периода, обеспечивающее достижение высокого урожая и качества зерна для создания в последующем региональной модели оптимальных агроэкологических условий продукционного процесса яровой пшеницы в Западной Сибири. Для ее достижения решали следующие задачи: оценить гидротермические условия периода налива и созревания (ГТК за июль-август); выявить закономерности изменения урожайности и качества зерна в зависимости от показателей ГТК при разных уровнях минерального питания.
Условия, материалы и методы. Опыт проводили на плакорном участке Новосибирского Приобья на черноземе выщелоченном в 2007-2012 гг. Изучаемая культура - яровая пшеница сорта Новосибирская 29. Схема опыта включала следующие варианты: контроль (без удобрений), М60Р30, М120Р60 (из расчета на урожай 4,0 т/га). Во всех вариантах осуществляли комплекс мероприятий по защите от сорняков, вредителей и болезней. Для оценки режимов температуры и влажности использовали данные ГМС «Огурцово».
Выровненность опытного участка и его доминирующее положение в рельефе обеспечивает отсутствие побочных факторов, способных повлиять на влагоо-беспеченность почвы (поверхностного и внутрипоч-венного бокового притока влаги). Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный (содержание гумуса в слое 0...20 см - 4,6±0,3 %, в слое 20.40 см - 3,8±0,5 %) среднесуглинистый, pH водной вытяжки 6,8.
2007 2008 2009 2010 2011 2012
ГОДЫ
Рис. 1. Урожайность яровой пшеницы в годы исследований: □ - контроль; 4 - 1Ч60Р30; - 1Ч120Р60.
Расчет гидротермических коэффициентов по методу Г.Т.Селянинова (за май-июль) показал, что за шестилетний период исследований три года (2007, 2009, 2010 гг.) характеризовались благоприятными для зерновых культур условиями (ГТК>1), два года (2008, 2011 гг.) - засушливыми (0,5<ГТК<1) и один год (2012 г.) выдался сухим (ГТК <0,5).
Результаты и обсуждение. В благоприятные по увлажненности годы урожайность в контроле превышала 2,0 т/га, в засушливые - составляла 1,46.1,74 т/га и в сухой - 0,74 т/га (рис. 1). В вариантах с удобрениями самый высокий сбор зерна (3,81.4,94 т/га) также получен в благоприятные годы, особенно в 2009 и 2010 гг. В засушливые годы применение удобрений не дало ожидаемой прибавки из-за недостатка влаги.
Наилучшие условия для формирования сырой клейковины в контроле складывались в 2011 и 2012 гг. (рис. 2), когда ее содержание составило соответственно 25,5 и 28,2 % (3-ий и 2-ой класс зерна). Таким образом, при экстенсивном уровне производства за годы исследований не наблюдалось такого сочетания гидротермических условий в течение вегетационного периода, при котором был бы получен высокий урожай зерна с повышенным содержанием клейковины.
%
40
2007 2008 2009 2010 2011 2012
Рис. 2. Содержание сырой клейковины в образцах яровой пшеницы: П - контроль; ц - 1\160Р30; - 1Ч120Р60.
Применение высоких доз удобрений оказало существенное влияние на продукционный процесс во все годы исследований. Содержание сырой клейковины в зерне в 2007 г. превышало 30 %, в остальные годы -37%, что соответствует 2-му и 1-му классу качества.
Сопоставление данных по урожайности и качеству зерна на фоне удобрений показало, что наилучшие для яровой пшеницы погодные условия сложились в вегетационных периодах 2009 и 2010 гг. В первой половине вегетации ГТК был равен 1,0, что благоприятствовало получению высокого урожая (4,64...4,94 т/га). Во второй половине июля и в августе, когда происходило формирование зерна, повышенные температуры и оптимальное количество осадков
Таблица. Характеристика лет исследований по условиям для образования клейковины в зерне
Год ГТК май- июль ГТК июль- август Уровень производства
экстенсивный интенсивный
класс зерна характе- ристика периода класс зерна характе- ристика периода
2007 1,43 1,04 4 худший 2 хороший
2008 0,80 0,77 3 средний 1 лучший
2009 1,49 1,21 3 средний 1 лучший
2010 1,00 0,63 4 худший 1 лучший
2011 0,76 0,99 3 средний 1 лучший
2012 0,23 0,64 2 хороший 1 лучший
(ГТК 0,63...1,21), обусловили образование большого количества клейковины - 37,1 % (см. табл.).
При экстенсивном уровне производства высокие урожаи яровой пшеницы (более 2 т/га) возможны только при ГТК мая-июля >1, при этом зерно из-за недостатка азота формируется 3-го и 4-го класса качества, ГТК второй половины лета не оказывает значительного влияния ни на урожай, ни на его качество.
При интенсивном уровне производства эффективная прибавка урожая от применения удобрений возможна при ГТК май-июль >1,0. В случае снятия фактора недостатка азота большая роль в формировании клейковины принадлежит погодным условиям второй половины лета. При ГТК июля-августа в диапазоне 0,63.1,21 качество зерна достигает 1-го класса, то есть выше 32%. В 2007 г. содержание клейковины составило лишь 30%, что обусловило отнесение зерна ко 2-му классу. Возможно, такая ситуация связана с тем, что 2007 г. - первый год закладки опыта и азотный фон еще не был достаточно стабилен.
В засушливые годы эффективно внесение невысоких доз удобрений. Несмотря на небольшую прибавку урожайности, зерно формируется 1-го класса: содержание клейковины в 2011-2012 гг. повысилось до 31,1.35,8 %.
Выводы. При современных повышенных требованиях к качеству зерна оценки гидротермических условий за первую половину вегетации (ГТК май-июль) не достаточно. Необходимо учитывать условия и второй половины вегетационного периода.
При экстенсивном уровне производства за исследуемый период высокое содержание клейковины (28%) получено при ГТК июля-августа, равном 0,64. Максимальная в опыте урожайность (2,4...2,5 т/га) отмечена при ГТК мая-июля, равном 1,4.1,5. Содержание клейковины при этом составило 22.24%, что соответствует 3 и 4 классу.
Применение минеральных удобрений расширяет диапазон благоприятных гидротермических условий, как для повышения урожайности яровой пшеницы, так и для улучшения качества зерна.
Оптимальное сочетание условий в течение вегетационного периода на фоне удобрений, обеспечивающее получение высокого урожая (4,6.. .4,9 т/га) с повышенным качеством зерна (1 класс), - значение ГТК мая-июля, равное
1,0.1,49, и ГТК июля-августа в диапазоне 0,63.1,21.
Литература.
1. Сапега В.А., Турсумбекова Г.Ш. Взаимодействие генотип-среда и параметры экологической пластичности//Зерновое хоз-во. 2000. № 2. С. 25.
2. Сапега В.А., Турсумбекова Г.Ш., Сапега С.В. Урожайность и параметры стабильности сортов зерновых культур //Достижения науки и техники АПК. 2012. №10. С. 22-25.
3. Шарков И.Н., Колбин С.А. Связь показателей погоды с урожайностью яровой пшеницы в центральной лесостепи Приоья. // Сборник научных докладов XVI международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Монголии, Сибирского региона, Казахстана и Болгарии». 2013. Ч.1. С. 191 - 192.
4. Власенко Н.Г., Тепляков Б.И., Теплякова О.И. Влияние азотного удобрения и пестицидов на урожайность яровой пшеницы и качество зерна //Сиб. вестн. с.-х. науки. 2004. №2. С. 91-93.
5. Масленко М.И. Зависимость урожайности и качества зерна скороспелых сортов яровой пшеницы от фона минерального питания.//Сиб. вестн. с.-х. науки. 2007. № 2. С. 36-39.
6. Павлов А.Н. Качество клейковины пшеницы и факторы её определяющие. Сельскохозяйственная биология. 1992. № 1.
С. 3 - 16.
7. Дерянова Е.Г., Усенко В.И. Агроэкологические и агрохимические аспекты формирования урожая и качества зерна яровой пшеницы в лесостепи Алтайского края. // Сиб. вестн. с.-х. науки. 2006. № 7. С. 13 - 17.
8. Сапега В.А., Журавлева Н.Н. Характеристика агрометеорологических условий почвенноклиматических зон Северного Зауралья и их связь с урожайностью зерновых культур //Достижения науки и техники АПК. 2011. №1. С. 11-13.
EFFECT OF HYDROTHERMAL CONDITIONS ON YIELD AND GRAIN QUALITY OF SPRING WHEAT IN THE FOREST STEPPE OF NOVOSIBIRSK OB REGION N.I. Dobrotvorskaya, V.K. Kalichkin, O.L. Sorokina
Summary. Grain yields in Western Siberia depend largely on the character of moisture supply and temperature regime of vegetation period, its considerable variability results in its strong variation. Grain quality is determined by the gluten content, which depends largely on the level of nitrogen nutrition, as well as determined by the conditions of the year. The aim of this study was to determine optimal combination of weather conditions to achieve high yield at an elevated grain quality. The experiment was conducted on leached chernozem in the plakor plot of Novosibirsk Ob region in 2007-2012. The studied culture is spring wheat Novosibirskaya 29. The experimental setup consisted of the following options: control (no fertilizer), a variant of fertilizer N60P30, and variant with fertilizers N120P60 (based on the yield of 4.0 t / ha). With the current high demands for quality of grain assessment moisture and temperature conditions in the first half of the growing season (May-July SCC) is not sufficient. It is necessary to use assessment the conditions in the second half of the growing season. The use of fertilizers increases the range of favorable moisture and temperature conditions, as to increase the yield of spring wheat, as to improve the quality of grain. The optimal combination of conditions during the growing season, providing obtaining a high yield with high grain quality is the value of the SCC in May-July of 1.0...1,49 and SCC in July-August in the range of 0,63...1, 21. Keywords: spring wheat yield, gluten, growing season weather conditions, hydrothermal coefficient, mineral nutrition.
УДК 57.042
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ МНОГОЛЕТНЮЮ И СЕЗОННУЮ ДИНАМИКУ ПОПУЛЯЦИЙ ПАТОГЕННЫХ МИКРОМИЦЕТОВ СЕМЯН ЯЧМЕНЯ В ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И ВОСТОЧНОГО ЗАУРАЛЬЯ
О.А. КАЗАКОВА, зав. лабораторией Е.Ю. ТОРОПОВА, доктор биологических наук, профессор
Новосибирский ГАУ
И.Г.ВОРОБЬЕВА, ведущий научный сотрудник ФГУН ГНЦ ВБ «Вектор»
E-mail: helento@ngs.ru
Резюме. Монитринг доминирования основных таксономических групп патогенных микромицетов семян ячменя в лесостепной зоне Западной Сибири и Восточного Зауралья проводили в течение 7 лет с целью выявления состава и значимости экологических факторов, определяющих многолетнюю и сезонную динамики их численности. Исследования выполнены на 59 сортах культуры. Годы исследований (20062012 гг.)характеризовались различными погодными условиями: от остро засушливых до увлажненных. При мониторинге микромицетов использовали общепринятые микологические методы. Изучение сезонной динамики популяций грибов на колосьях осуществляли с помощью бумажных изоляторов. В засушливые годы на семенах доминировали грибы рода Alternaria (68,7...71,9%), во влажные годы в Западной Сибири - грибы рода Fusarium (55,4%), в Восточном Зауралье -Bipolaris sorokiniana (84,3%). Влияние гидротермических условий года на микоценоз составило 84.97%. Характер сезонной динамики B. sorokiniana определялся количеством осадков за август и был преимущественно «влагозависимым» (r = 0,73), грибов рода Fusarium - также осадками (r = 0,86) и был «влаго- и температурозависимым» с более ранним (на 5.7 дн.) заселением зерновок в теплые годы. Сезонная динамика грибов рода Alternaria значительно меньше зависела от гидротермических условий года (r = 0,40). Преимуще-
ственными (более 50% комбинаций изолятов) биотическими отношениями между изучаемыми таксономическими группами, влиявшими на состав микоценоза, были антагонизм и конкуренция. Внутри рода Риэапит выявлен весь спектр экологических взаимодействий от нейтрализма до антагонизма, что свидетельствует о различной степени дивергенции экологических ниш таксонов грибов.
Ключевые слова: патогенные микромицеты, ячмень, семена, многолетняя динамика, сезонная динамика, природные абиотические факторы, биотические отношения.
Важнейшая задача экологии - изучение закономерностей, управляющих динамикой численности популяций, в том числе патогенных микромицетов растений [1]. В лесостепи Западной Сибири и Восточного Зауралья широко распространены Bipolaris sorokiniana, а также грибы родов Fusarium и А^егпапа, паразитирующие на ячмене и других зерновых культурах [2]. Потери урожая ячменя в годы эпифитотий, вызванных указанными микромицетами, могут достигать 50% [3.5]. При этом экологические факторы, управляющие сезонной и многолетней динамикой микромицетов патогенного микоценоза колоса ячменя, остаются недостаточно изученными.
Цель нашей работы состояла в выявлении состава и значимости экологических факторов, определяющих многолетнюю и сезонную динамику численности основных патогенных микромицетов семян ячменя в лесостепи Западной Сибири и Восточного Зауралья.
