CC BY
50
УДК 631.8: 633.11
10.18286/1816-4501 -2015-4-13-18
ВЛИЯНИЕ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ КАЗАНСКАЯ 560 В УСЛОВИЯХ
СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Исайчев Виталий Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Биология, химия, технология хранения и переработки продукции растениеводства»
Андреев Николай Николаевич,кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Биология, химия, технология хранения и переработки продукции растениеводства» Половинкин Василий Геннадьевич, аспирант кафедры «Биологии, химии, технологии хранения и переработки продукции растениеводства»
ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; тел.: 8(8422) 55-95-16 E-mail: [email protected]
Ключевые слова: озимая пшеница, регуляторы роста, минеральные удобрения, урожайность, качество продукции.
Установлено положительное влияние регуляторов роста и минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы сорта Казанская 560.
Введение
Одной из основных проблем для зернового хозяйства в настоящее время является проблема качества зерна, от которого на прямую зависит его стоимость. В РФ пшеница является важнейшей и основной культурой, возделываемой на значительной территории страны. Повышение качества зерна пшеницы особенно актуально в связи с наблюдаемой в последние годы тенденцией к снижению содержания в нём белка и клейковины. Качество зерна пшеницы зависит от большого количества факторов. Их можно разделить на 2 группы: первое - факторы, на которые воздействовать не представляется возможным (погодно -климатические условия вегетационного периода) и вторая - факторы, которыми можно управлять (питание растений, защита растений от вредителей, болезней и сорняков и качественная доработка зерна). Рассматривая вторую группу факторов можно сказать, что интенсивность биохимических процессов в созревающем зерне пшеницы, формирование урожая и его высокого качества зависят от обеспеченности растений элементами питания. В почве, как правило, содержится недостаточно питательных веществ в доступной для растений форме. Поэтому для
получения высоких урожаев зерна с оптимальным химическим составом необходимо использовать в технологии возделывания наиболее эффективные средства регулируемого воздействия на обмен веществ в растениях,к которым относятся регуляторы роста иразвития растений, минеральные и органические удобрения [1,2,3,4,5,6,7,8,9]. В связи с этим, нами проведены исследования с целью изучения действия различных регуляторов роста растений отдельно и с использованием минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в условиях Среднего Поволжья РФ.
Объекты и методы исследований
Полевые опыты проводились в 20082011 годах в условиях сельскохозяйственного производственного кооператива «Волга» Старомайнского района Ульяновской области. Опытная культура - озимая пшеница сорта Казанская 560, предшественник-чистый пар. Методика закладки полевого опыта общепринятая для крупноделяночных опытов, повторность четырехкратная, размещение вариантов в опыте рендомизированное, площадь делянок - 50 кв.м. В начале фазы кущения проводилась фоновая обработка посевов исследуемыми регуляторами роста Крезацин, Гумимакс, Альбит в концентра-
Таблица 1
Влияние регуляторов роста и минеральных удобрений на содержание белка в зерне озимой пшеницы, %
Вариант 2008 г. 2009 г. 2010 г 2011г. Среднее
Контроль 10,94 11,06 10,89 14,02 11,73
Гумимакс 11,34 12,08 11,34 14,25 12,26
Альбит 13,11 13,00 12,14 14,93 13,28
Крезацин 11,86 12,20 11,63 14,71 12,60
Контроль +NPK 12,20 12,60 11,91 15,05 12,94
Гумимакс +NPK 13,40 13,62 13,05 15,28 13,85
Альбит +NPK 15,11 14,48 13,68 16,07 14,82
Крезацин + NPK 13,00 13,80 13,22 14,88 13,68
НСР
05 1 фактор 0,43 0,51 0,42 0,46
2 фактор 0,61 0,72 0,59 0,66
1 Фактор - регуляторы роста растений
2 Фактор - минеральные удобрения
циях рекомендованных производителем препаратов. Внесение опытных регуляторов роста растений осуществлялось одновременно с внесением гербицидов из расчетов 200л рабочего раствора на 1 га. В опыте присутствовали два фона. 1 фон - естественное плодородие, 2 фон - минеральные удобрения из расчета на запланированный урожай 35 ц/га. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, малогумусный, среднемощный, среднесуглинистый со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса - 3,8 %, подвижного фосфора -10,0 мг/100г почвы, обменного калия - 9,2 мг/100 г почвы, pH - 6,0 (слабокислая), сумма поглощенных оснований - 30-55 мг.экв. /100 г. почвы.
Агротехника во всех вариантах опыта - общепринятая для данной природно-климатической зоны Ульяновской области. Метеорологические условия за годы исследований были различными по температурному режиму и влагообеспеченности почвы, что позволило всесторонне изучить действие используемых факторов. Погодные условия 2008, 2009, 2011 годов во многом были благоприятными (достаточное количество осадков, среднесуточные температуры близкие к среднемноголетним показателям). 2010 год по погодным условиям сложился острозасушливым и аномально
жарким, что привело к значительному снижению продуктивности озимой пшеницы.
Учет урожая проводился поделяночно с последующим взвешиванием и пересчетом на 14 % влажность зерна. В растительных образцах определяли содержание белка (ГОСТ 10846-91), массовую долюклейко-вины (ГОСТ Р 27839-2013).
Результаты исследований
Важнейшая составная часть зерна пшеницы - азотистые вещества, состоящие главным образом из белков. От их количества и качества зависит питательная ценность конечной продукции. По содержанию белка среди возделываемых культур пшеница превосходит все остальные зерновые злаки. При оптимальных условиях питания растений оно может достигать 2025 %, но в производственных условиях содержание белка в зерне пшеницы часто не превышает 12-13 %, что объясняется влиянием погодных условий, низким уровнем агротехники, недостаточным качеством посевного материала и другими факторами. При низком содержании общего белка (ниже 11 %), в пшенице формируется недостаточное количество клейковинного белка, который предопределяет технологические свойства зерна и выработанной из него муки. Синтез и накопление белков в зерновках злаковых культур происходит в
Таблица 2
Массовая доля клейковины в зерне озимой пшеницы сорта «Казанская 560» в зависи-
мости от применения регулято
ров роста и минеральных удобрений, %
Вариант 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. Среднее содержание клейковины % в абс. выражении Прибавка
в % к контролю
Контроль 21,2 22,0 22,4 21,7 21,8 - -
Гумимакс 21,8 22,8 24,0 22,8 22,9 1,1 5,0
Альбит 24,6 24,6 25,0 23,6 24,5 2,7 12,4
Крезацин 22,0 22,8 23,2 23,1 22,8 1,0 4,6
Контроль +NPK 22,4 22.6 23,0 22,3 22,6 - -
Гумимакс +NPK 23,0 23,4 23,6 23,6 23,4 0,8 3,5
Альбит +NPK 25,2 25,6 25,3 25,0 25,3 2,7 11,9
Крезацин + NPK 23,2 23,6 24,0 23,2 23,5 0,9 4,0
НСР 05
1 фактор 0,15 0,22 0,33 0,36
2 фактор 0,21 0,31 0,47 0,52
1 Фактор - регуляторы роста растений
2 Фактор - минеральные удобрения
основном за счет оттока азотистых веществ (главным образом аминокислот) из вегетативных органов. Наибольшее количество азотистых веществ поступает в формирующиеся зерновки из листьев, особенно верхнего яруса[10,11].
Исследования показывают, что используемые регуляторы роста способствуют увеличению содержания белка в зерне опытной культуры на 0,53-1,55 % - на естественном фоне и на 1,21-3,09 % - на удобренном фоне (табл.1). Наибольшее содержание белка в зерне пшеницы во все годы исследований наблюдалось в вариантах Альбит и Крезацин, при чём на обоих фонах питания.
Анализируя динамику накопления белка в зерне по годам исследований следует отметить, что относительно благоприятные погодно-климатические условия 2008, 2009 и 2011 годов способствовали наибольшему синтезу белковых веществ. Аномальные, острозасушливые условия вегетационного периода 2010 года привели не только к значительному снижению урожайности озимой пшеницы, но и к минимальным показателям по содержанию белка в зерне. Наблюдаемая тенденция подтверждает то,
что формирование качества зерна чаще всего это результат взаимосвязи трёх внешних факторов - света, тепла и влаги.
На основании математической обработки данных методом корреляционно- регрессионного анализа обнаружена положительная связь между урожайностью озимой пшеницы и содержанием белка в зерне: совокупный коэффициент множественной корреляции (R=0,955); коэффициент детерминации (D=91,22%). Уравнение регрессии имеет следующий вид: У= 6,457+0,23 х.
В Российской Федерации одним из важнейших показателей, определяющих технологические достоинства хлебопекарной пшеницы, является массовая доля клейковины. Это основной показатель при определении товарного класса пшеницы и регламентируется стандартом, поскольку многообразие почвенно- климатических условий, резкие колебания метеоусловий по годам, а также влияние вредителей и болезней растений не позволяют ограничиваться только таким количественным показателем белково-протеиназного комплекса зерна, как содержание белка. При одном и том же содержании белка может быть совершенно
Таблица 3
Влияние регуляторов роста и минеральных удобрений на качество клейковины в зерне озимой пшеницысорта «Казанская 560»
2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г.
Вариант ИДК уел. Группа ИДК уел. Группа ИДК уел. Группа ИДК уел. Группа
ед. качества ед. качества ед. качества ед. качества
Контроль 46 1 46 1 47 1 46 1
Гумимакс 52 1 50 1 53 1 54 1
Альбит 60 1 57 1 62 1 61 1
Крезацин 58 1 54 1 57 1 58 1
Контроль+NPK 59 1 56 1 57 1 57 1
Гумимакс+ NPK 64 1 62 1 65 1 66 1
Альбит+ NPK 70 1 72 1 74 1 71 1
Крезацин+ NPK 66 1 65 1 68 1 67 1
Таблица 4
Влияние регуляторов роста и удобрений на урожайность озимой пшеницы, т/га (20082011 гг.)
Фон Вариант Среднее по 1фактору
Контроль Гумимакс Альбит Крезацин
2008г.
Регуляторы роста 2,52 2,61 2,85 2,65 2,66
Удобрения 3,16 3,51 3,65 3,53 3,46
Среднее по факторам 2,84 3,06 3,25 3,09 3,06
НСР05 для частных средних = 0,10, НСР05 для второго фактора = 0,07 НСР05= 0,04
2009г.
Регуляторы роста 2,72 2,86 3,01 2,90 2,87
Удобрения 3,40 3,61 3,73 3,63 3,59
Среднее по факторам 3,06 3,24 3,37 3,27 3,23
НСР05 для частных средних = 0,12, НСР05 для второго фактора = 0,08 НСР05 = 0,05
2010г.
Регуляторы роста 1,25 1,37 1,82 1,36 1,45
Удобрения 1,64 1,81 2,28 1,76 51,87
Среднее по факторам 1,44 1,59 2,05 1,56 1,66
НСР05 для частных средних = 0,13, НСР05 для второго фактора = 0,09 НСР05 = 0,05
2011г.
Регуляторы роста 3,16 3,26 3,46 3,26 3,28
Удобрения 3,80 4,06 4,50 3,96 4,08
Среднее по факторам 3,48 3,66 3,98 3,61 3,68
HCPQ5 для частных средних = 2,04, НСР05 для второго фактора = 1,00 НСР05 = 1,42
Среднее 2008-2010гг.
Регуляторы роста 2,41 2,53 2,79 2,54 2,57
Удобрения 3,00 3,25 3,54 3,22 3,25
различное содержание клейковины разного качества. У пшеницы формирование клейковинного комплекса зерна происходит по мере накопления запасных белков, в процессе созревания содержание клейковины повышается, улучшается её качество. В фазу молочной спелости зерна клейковина имеет низкую гидратационную способность и плохую связность, а к фазе полной спелости она приобретает характерные для неё реологические свойства [10,11].
По результатам опытов содержание клейковины в зерне озимой пшеницы в среднем за годы исследований колебалось от 21,8 % до 25,3 %, в зависимости от варианта. Наибольшее содержание клейковины наблюдалось в варианте Альбит, как на естественном, так и на удобренном фонах. Прибавка составила 2,7 - 3,5 %, в зависимости от фона питания (табл. 2).
Хлебопекарная способность пшеницы зависит от содержания в ней клейковины, но в ещё большей степени она определяется качеством этой клейковины. Под качеством клейковины обычно подразумевают совокупность её физических свойств: растяжимость, упругость, эластичность, вязкость, связность, а также способность сохранять исходные физические свойства. Качество клейковины чаще всего измеряется на приборе ИДК в условных единицах, и в зависимости от показания прибора, клейковину относят к одной из трёх групп качества.
Исследования показали, что качество клейковины зерна опытной культуры изменяется под действием используемых регуляторов роста растений и минеральных удобрений (табл.З).
Наилучшие результаты по данному показателю наблюдаются в вариантах Альбит и Крезацин, на обоих фонах питания данной культуры. Показания ИДК изменяются от 46 до 74 условных единиц, в зависимости от варианта, что соответствует I группе качества.
Применяемые нами регуляторы роста и минеральные удобрения оказывают существенное положительное влияние на урожайность озимой пшеницы (табл.4).
В среднем за годы исследований урожайность озимой пшеницы увеличивалось
на 0,12-0,54 т/га, в зависимости от варианта. Наиболее эффективным являлось применение регулятора роста Альбит, особенно на фоне NPK.
Выводы
Таким образом, можно констатировать, что продуктивность и качество зерна пшеницы зависит от большого количества факторов. Использование перспективных регуляторов роста растений способствует усиленному обеспечению потребности опытной культуры элементами минерального питания. Сбалансированное минеральное питание - это ключ к повышению урожая и качества сельскохозяйственных культур. Эффективность регуляторов роста объясняется их стимуляцией всех обменных процессов в растениях в течении онтогенеза. В настоящее время использование в технологии возделывания зерновых культур регуляторов роста является хорошо апробированным на практике аргоприёмом для повышения продуктивности и качества урожая. Совместное же использование их с минеральными удобрениями и средствами защиты растений лишь увеличивает эффективность их применения.
Библиографический список
1. Исайчев, В.А. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян регуляторами роста / В.А. Исайчев, Н.Н. Андреев, А.В. Каспировский // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2013. - №3(23). - С. 14-19.
2. Андреев, Н.Н. Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста на урожайность яровой пшеницы / Н.Н. Андреев, А.В. Каспировский, К.А. Першина // 126 -я годовщина со дня рождения академика Н.И. Вавилова и 100 -летие Саратовского ГАУ. Мате риалы Международной научно-практической конференции. - Саратов, 2013.-С. 15-18.
3. Вакуленко, В.В. Применение регуляторов роста на зерновых культурах / В. В. Вакуленко // Зерновое хозяйство России. -2013. - № 3. - С. 36-38.
4. Ткачук, О.А. Эффективность применения регуляторов роста при возделывании
яровой пшеницы в условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья / О. А. Ткачук, Е. В. Павликова, А. Н. Орлов // Молодой ученый. - 2013. - №4. - С. 677-679.
5. Бутузов, А.С. Возделывание озимой пшеницы с применением регуляторов роста растений /А. С. Бутузов, Т. Н. Тертычная, В. И. Манжесов // Земледелие. - 2010. - N° 5. - С. 37-38.
6. Каргин, В.И. Эффективность биопрепаратов в посевах яровой пшеницы /В.И. Каргин, С.Н. Немцев, Р.А. Захаркина, Ю.И. Каргин // Доклады РАСХН. - 2011. - №1,-С.35-38.
7. Костин, В.И. Элементы минерального питания и росторегуляторы в онтогенезе сельскохозяйственных культур / В. И. Костин, В. А. Исайчев, О. В. Костин. - М.: Колос, 2006.-290 с.
8. Серегина, И.И. Изменение продуктивности сортов яровой пшеницы при использовании регуляторов роста / И. И. Серегина // Доклады РАСХН. - 2008. - №1. - С.
25-27.
9. Исайчев, В.А. Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста на показатели качества зерна и урожайность яровой пшеницы сорта Землячка / В.А. Исайчев, Н.Н. Андреев, А.В. Каспировский // Ресурсный потенциал растениеводства - основа обеспечения продовольственной безопасности. Труды Международной научно-практической конференции. - Петрозаводск, 2012. - С. 7 - 10.
10. Бебякин, В.М. Взаимосвязь между признаками качества зерна твердой пшеницы: сезонные и региональные эффекты / В. М. Бебякин, Л.Н Злобина // Селекция и семеноводство. - 1995. - №4. - С. 10 - 13.
11. Кретович, В.Л. Биохимия растений / В. Л. Кретович. - М.: Высшая школа, 1986. -445 с.
