Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от уровня минерального питания

^^^Аграрный вестник Урала №5 (84), 2011 г.~+Х*33^

Агрономия

в засушливых условиях приводила к повышению себестоимости зерна, снижению прибыли и рентабельности производства.

Зернопаровой севооборот, имея преимущество перед другими вариантами использования пашни в урожайности, уступал им по производству зерна. Каждый гектар пашни на вариантах технологии с посевом долотообразными сошниками в зависимости от фона удобренности давал на 1,4-2,2 ц/га меньше зерна, чем в зерновом севообороте, и на 1,6-3,4 ц/га — чем в бессменных посевах пшеницы, а со стрельчатыми — на 1,6—2,1 и 1,8-2,2 ц/га соответственно.

При сложившейся в Курганской области на начало 2010 года цене зерна пшеницы 3 класса — 3200 руб./т и уровне урожайности в засушливые годы от 10 до 17 ц/га, изучаемые технологии с нулевой системой обработки почвы имели низкую эффективность. Затратным являлось выращивание зерна в севообороте с горохом, где на вариантах с посевом долотообразными сошниками без удобрений затраты составили 4042 руб./ га, со стрельчатыми — 3870 руб./га, в то время как в зернопаровом севообороте и бессменных посевах пшеницы — 3439, 3286 и 3783, 3566 руб./га соответственно. Снижению экономической эффективности в зернопаровом севообороте способствовало падение урожайности пшеницы по химическому пару вследствие ухудшения условий азотного питания. С повышением закупочных цен до 4000-4500 руб./т и снижением

таблица 1

влияние технологий возделывания на урожайность и производство зерна в севооборотах и

бессменных посевах, ц/га, 2007-2009 гг.

Варианты использования пашни

Удобрения, кг д.в./га пашни

Без

удобрений

N

N

N

Посев долотообразными сошниками

Зернопаровой севооборот

Зерновой севооборот

Бессменная пшеница

12,9

9,7

11,7

11,3

14,7

11,0

13,2

13,4

16,1

12,1

13,5

13,9

17,1

12,8

14,4

16,2

НСР05 : урожайность = 1,9; производств зерна = 1,7

Посев сошниками со стрельчатой лапой

Зернопаровой севооборот

Зерновой севооборот

Бессменная пшеница

12,0

9,0

11,1

10,9

14,7

11,0

12,7

13,2

15,2

11,4

13,1

13,5

16,6

12,5

14,1

14,3

НСР05 : урожайность = 2,1; производство зерна = 2,0

Примечание: в числителе урожайность; в знаменателе — производство зерна, ц/га пашни.

стоимости гербицидов сплошного действия, агротехнологии с нулевой системой обработки почвы при уровне насыщения пашни азотом 20 кг/га могут иметь рентабельность 33-74 %.

Выводы.

1. Стерневые фоны лучше сохраняют влагу от испарения, что очень важно для засушливых условий центральной лесостепи Зауралья.

2. Переход от вспашки к нулевым системам обработки почвы сопровождается увеличением засоренности посевов, особенно однолетними мятликовыми видами сорняков, что требует применения современных гербицидов.

3. Обеспеченность почвы нитратным азотом на стерневых фонах снижается, что увеличивает потребность в минеральном азоте. Химический пар как предшественник ввиду низкого накопления нитратного азота утрачивает свое преимущество, однако позволяет эффективно бороться с многолетними корнеотпрысковыми сорняками.

4. Рентабельное производство зерна в агротехнологиях с нулевой системой обработки почвы, использованием посевных агрегатов как со стрельчатыми, так и долотообразными сошниками возможно при условии снижения стоимости на гербициды, и в первую очередь на глифосат, и повышения закупочных цен на продовольственное зерно.

Литература

1. Власенко А. И., Каличкин В. К., Филимонов Ю. П., Иодко Л. Н. Экологизация почвообработки и энергосбережение в условиях юга Западной Сибири // Сибирский вестник сельхоз. науки. 2002. № 1-2. С. 3-11.

2. Гамзиков Г. П. Азот в земледелии Западной Сибири. М. : Наука, 1981. 266 с.

3. Шабаев А. И. Адаптивно-экологические системы земледелия в агроландшафтах Поволжья. Саратов, 2003. 284 с.

4. Власенко А. Н. Научные основы минимализации систем основной обработки почв в лесостепи Западной Сибири. Новосибирск, 1994. 76 с.

5. Моргун Ф. П. Обработка почвы и урожай. 2-е изд., доп. и перераб. М. : Колос, 1981. 289 с.

6. Тарарико А. Г. Проблемы повышения продуктивности черноземных почв. Харьков : АН СССР; ВОП, 1983. 200 с.

7. Шикула Н. К., Гнатенко А. Ф. Воспроизводство гумуса при почвозащитной системе земледелия // Земледелие. 1991. № 2. С. 40-42.

8. Ионин П. Ф. Обработка почвы — главный способ борьбы с сорняками // Земледелие. 1987. № 10. С. 30-33.

9. Юшкевич Л. В., Показаньев С. А. Влияние интенсивных технологий на фитосанитарное состояние посевов ячменя // Научнотехнический бюллетень РАСХ Сибирского отделения. 1991. Вып. 4. С. 16-24.

урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от уровня минерального питания

а. н. лавриненко,

аспирант,

Ю. л. БАйкиН (фото 1), кандидат сельскохозяйственных наук,

л. П. огородников (фото 2),

доктор сельскохозяйственных наук, Уральская ГСХА

фото 1

фото 2

620075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, д. 42

Ключевые слова: гидротермический коэффициент, погодные условия, предшественник, положительная и отрицательная корреляционная зависимость, сопряженные показатели.

Keywords: hydrothermal coefficient, weather conditions, the precursor the precursor, the positive and negative correlation associated indicators.

Многие ученые рекомендуют устанав- удобрений по выносу из почвы питательных а также коэффициентов использования рас-ливать дозы минеральных удобрений под веществ планируемым урожаем, с учетом тениями питательных элементов из почвы полевые культуры методом расчета доз содержания в почве азота, фосфора, калия, и удобрений. Расчет доз минеральных

Аграрный вестник Урала №5 (84), 2011 г. „

Агрономия

Таблица 1

Урожайность зерна яровой пшеницы в зависимости от предшественника и уровня минерального питания на темно-серой лесной почве, т/га

Клевер Яр овые зерновые

Вариант погодные условия вегетационного периода

засуш- ливые умерен- ные влажные засуш- ливые умерен- ные влажные

Без удобрений 1,96 2,63 2,35 1,49 2,01 1,79

^„Рз„Кз„ 2,44 3,11 2,83 1,86 2,35 2,16

N6„P6„K60 3,16 3,83 3,55 2,41 2,92 2,70

NoPoKo 3,96 4,64 4,35 2,92 3,42 3,21

Расчетная 5 т/га 4,54 5,08 4,94 3,45 3,86 3,76

Расчетная 6 т/га 4,98 5,52 5,38 3,72 4,26 4,12

НСР„5 0,16 0,15 0,18 0,17 0,14 0,19

удобрений на планируемый урожай с учетом биологических особенностей культуры позволяет наиболее эффективно использовать минеральные удобрения и в благоприятные годы получать урожаи зерна, близкие к запланированным [2-6].

Исследования проводили в 2004-2008 гг. на темно-серой лесной слабооподзолен-ной тяжелосуглинистой почве, характеризующейся следующими показателями: рН (KCl) 5,3-5,5 единиц, содержание легкогидролизуемого азота 154-184, фосфора 160-174, калия 164-180 мг на 1 кг почвы, степень насыщенности основаниями 83,2384,67 %, содержание гумуса 5,28-5,70 %.

Испытывали дозы внесения минеральных удобрений под яровую пшеницу Красноуфимская 100 по предшественнику клевер и яровые зерновые. Норма высева яровой пшеницы 7 млн всхожих зерен на 1 га. Дозы минеральных удобрений рассчитывали на урожай зерна 5 и 6 т/га с учетом выноса питательных веществ урожаем, содержания элементов питания в почве и коэффициентов использования из почвы.

Вегетационные периоды в годы исследований по количеству выпавших атмосферных осадков и температуре воздуха мы условно разделили на засушливые (2004 г.), умеренные (2005, 2007 гг.) и влажные (2006, 2008 гг.). Гидротермический коэффициент в указанные периоды вегетации составил: засушливые — 1,08; умеренные — 1,43; влажные — 1,74, при среднемноголетнем показателе — 1,6. Указанная группировка согласуется с многолетними данными агроклиматического справочника [1] и исследованиями Л. П. Огородникова [4, 5].

Густота стояния растений пшеницы осенью перед уборкой изменяется в зависимости от фона минерального питания и предшественника. Так, количество растений пшеницы по предшественнику клевер на неудобренном фоне темно-серой лесной почвы составило 403 штук на 1 м2. Внесение минеральных удобрений в дозе

N30P30K30 -N90P90K90 в сравнении с контр°-

лем достоверно повышает количество растений на 18-68 (421-471) штук на 1 м2.

Повышение уровня минерального питания до расчетных 5 и 6 т/га достоверно увеличивает количество растений до 485-498 штук на 1 м2. Аналогичные данные по изменению количества растений осенью перед уборкой сохранились и по предшественнику яровые зерновые. Однако следует отметить, что эти показатели в сравнении с клевером были ниже. Так, по густоте стояния растений пшеницы перед уборкой эта разница составила 25-32 штук на 1 м2, весенне-летняя выживаемость — 4,4-5,9 %.

Внесение минеральных удобрений в

дозе N30P30K30- N90P90K90 в засушливые

годы в сравнении с контролем достоверно уменьшает процент повреждения растений пшеницы по предшественнику клевер на 1,5-4,9 % (17,1-20,5 %). Повышение уровня минерального питания до расчетных 5 и 6 т, процент повреждения растений пшеницы снижается до 13,6-15,4 %. Подобная картина по степени повреждения растений пшеницы отмечена и в другие годы

(умеренные и влажные), но их процент было ниже, чем в условиях засухи (на 1,4-9,0 %). В то же время при возделывании яровой пшеницы по предшественнику яровые зерновые в сравнении с предшественником клевер степень повреждения растений в годы исследований была значительно выше.

Ранний срок сева (первая декада мая) является наиболее эффективным приемом борьбы с внутристебельными вредителями, т. к. наибольший вред яровой пшеницы они причиняют поздним посевам и посеву мелкими семенами. Это объясняется тем, что крупные хорошо выполненные семена пшеницы с высокими посевными кондициями дают мощный проросток, прорастают большим числом зародышевых корешков, имеют повышенную кустистость, поэтому значительно легче противостоят повреждению шведской мухой. Всходы успевают окрепнуть (сформировать 3-4 листа) и тем самым избежать массового повреждения растений.

Определение корреляционной зависимости позволило установить отрицательные зависимости между повреждаемыми растениями внутристебельными вредителями и густотой стояния растений к уборке (г = -0,69 —0,75), а также количеством продуктивных стеблей к уборке (г = -0,80 - -0,89), количеством зерен в колосе (г = -0,71 - -0,79), уровнем уро-

жайности зерна яровой пшеницы (г = -0,68 - -0,86), сбором семян из урожая пшеницы (г = -0,79 - -0,87).

В условиях засухи на темно-серой лесной почве в варианте без внесения удобрений по предшественнику клевер получена урожайность зерна яровой пшеницы Красноуфимская 100-1,96 т/га, по предшественнику яровые зерновые — 1,49 т/ га. Внесение минеральных удобрений в

дозе N30^0*30--N90^0*90 в условиях засухи

обеспечило достоверную прибавку урожая зерна яровой пшеницы по отношению к контрольному варианту по предшественнику клевер 0,48-2,00 т, по предшественнику яровые зерновые — 0,37-1,43 т/га. Увеличение доз внесения минеральных удобрений до расчетной 5 и 6 т в этих условиях не способствовало получению заданных уровней урожайности зерна яровой пшеницы (табл. 1).

В благоприятные годы по атмосферным осадкам и температуре воздуха минеральные удобрения в дозе N130^0*30-..

в сравнении с контрольным вариантом по предшественнику клевер обеспечили достоверную прибавку урожая 0,48-2,00 т, по предшественнику яровые зерновые —

0,34-1,41 т зерна с 1 га. Дальнейшее повышение доз внесения минеральных удобрений на запланированную урожайность зерна 5 и 6 т было оправдано получением высокого урожая зерна по обоим предшественникам. Расчетные дозы минеральных удобрений обеспечили сбор зерна по предшественнику клевер 5,08; 5,52 т, по предшественнику яровые зерновые — 3,86; 4,26 т с 1 га. Прибавки сбора зерна к неудобренному варианту достигли, соответственно, 2,45-2,89 т; 1,85-2,25 т/га.

Во влажных погодных условиях вегетационного периода вследствие избыточного количества атмосферных осадков, пониженной температуры воздуха и почвы, высокой влажности почвы развитие растений яровой пшеницы замедлилось. Все это отрицательно сказалось на уровне урожая зерна. Тем не менее прибавки урожая зерна по отношению к контрольному варианту на вариантах с расчетными дозами 5 и 6 т по предшественнику клевер составили 2,59-3,03 т, по предшественнику яровые зерновые — 1,97-2,33 т/га.

Анализ структуры биологического урожая в зависимости от уровня минерального питания и предшественника в годы исследований показал, что решающая роль в формировании урожая принадлежит количеству продуктивных стеблей и выполненности зерна.

Выявлена тесная прямая корреляционная зависимость между уровнем урожайности зерна яровой пшеницы Красноуфимская 100 и сбором семян из урожая (г = 0,98-0,99), количеством продуктивных стеблей к уборке (г = 0,96-0,98), массой 1000 зерен (г = 0,88-0,90); отрицательная корреляционная зависимость между сбором семян из урожая и числом зерне в колосе (г = -0,58 —0,65), поврежденных растений пшеницы внутристе-бельными вредителями (г = -0,79 —0,85).

Минеральные удобрения и погодные условия вегетационного периода существенно влияют на изменение содержания белка в зерне яровой пшеницы. Причем оба эти фактора взаимосвязаны и усиливают друг друга. Минеральные удобрения, независимо от условий лет, повышают содержание белка и чем выше доза, тем больше его

335^»- Аграрный вестник Урала №5 (84), 2011 г.~<^ЦЩ£

Агрономия

накапливается в зерне пшеницы. Однако наибольшее содержание белка в зерне пшеницы отмечено в засушливые годы, наименьшее — в прохладные годы с обильным выпадением атмосферных осадков. Промежуточное положение по содержанию белка в зерне пшеницы занимают умеренные (типичные) погодные условия вегетационного периода (табл. 2).

В варианте без внесения минеральных удобрений содержание белка в зерне пшеницы по предшественнику клевер составило 12,43 %. Внесение минеральных удобрений в дозе МзоРзоКзо -^оРзсКю в сравнении с контрольным вариантом обеспечило достоверное повышение содержания белка в зерне пшеницы на 0,91-1,48 % (13,34-13,91). Дальнейшее повышение доз внесения минеральных удобрений на урожайность зерна пшеницы 5 и 6 т в сравнении с контрольным вариантом было оправдано достоверным увеличением содержания белка на 1,88-2,06 % (14,31-14,59).

Содержание клейковины в зерне пшеницы и ее качество — важные показатели, характеризующие качество зерна. Хлебопекарные качества зерна пшеницы зависит от физико-химических свойств белков, составляющих клейковину. В лабораторной практике определяют содержание сырой и абсолютно сухой клейковины в зерне и в муке пшеницы. Соотношение между выходами сырой и сухой клейковины зависят от многих условий (сортовых особенностей, агротехники и т. п.). В сырой клейковине содержится около 65 % воды. Но гидратация клейковины (содержание воды, выраженное в процентах от сухого веса) не является постоянной величиной, она меняется в зависимости от многих факторов. Содержание клейковины в зерне пшеницы зависит от сортовых особенностей и условий возделывания и колеблется в широких пределах: сырой — от 16 до 52 %, сухой — от 5 до 20 %.

В варианте без внесения минеральных удобрений на темно-серой лесной почве по предшественнику клевер содержание сырой клейковины в зерне пшеницы составило 24,7 %, сухой клейковины — 9,39 %. Минеральные удобрения в дозе ^о^Кю -Ао^о^о заметн° увеличивали содержание сырой клейковины в зерне яровой пшеницы. Достоверная разница между неудобренным вариантом и фиксированными дозами удобренийсоставила:сыройклейковины—1,9-2,7 % (26,6-27,4), сухой клейковины — о,72-

Таблица 2

показатели зерна яровой пшеницы в зависимости от уровня минерального

питания и предшественника, %

Технологические

Вариант Содержание белка в зерне Содержание клейковины в зерне Стекловидность зерна

сырая | сухая

Предшественник клевер

Без удобрений 12,43 24,7 9,39 57,9

^„Рз„Кз„ 13,34 26,6 10,11 60,2

N6„P6„K60 13,62 27,0 10,26 60,6

n9„p9„k9„ 13,91 27,4 10,41 61,0

Расчетная 5 т/га 14,31 27,7 10,53 61,9

Расчетная 6 т/га 14,59 28,0 10,64 62,7

НСР„5 0,81 1,4 0,55 1,9

Предшественник яровые зерновые

Без удобрений 11,69 22,1 7,96 56,0

N30P30K30 12,71 23,8 8,57 58,2

N6„P6„K60 13,00 24,3 8,75 59,1

N9oP9oK9o 13,34 24,8 8,93 59,4

Расчетная 5 т/га 13,68 25,7 9,25 60,1

Расчетная 6 т/га 13,97 26,0 9,36 60,5

НСР05 0,90 1,5 0,58 2,0

1,о2 % (1о,11-1о,41). Повышение доз внесения минеральных удобрений до расчетных на 5 и 6 т способствует увеличению клейковины в зерне пшеницы. В сравнении с контрольным вариантом и расчетными дозами удобрений по содержанию сырой клейковины достоверная разница составила 3,о-3,3 % (27,7-28,о) и сухой клейковины, соответственно, 1,14-1,25 % (1о,53...1о,64).

Стекловидность зерна характеризует консистенцию его эндосперма. Стекловидность указывает на белковый или крахмальный характер зерна. Пшеница с преобладанием стекловидных зерен обычно отличается высоким содержанием белка, клейковины и хорошими хлебопекарными качествами. Пшеница, состоящая в основном из крахмалистых зерен, бедна белком, и поэтому ее лучше использовать для хлебопечения в подсортировке к другой, более богатой белками пшенице.

Подобная закономерность по изменению химических показателей зерна яровой пшеницы отмечена и по предшественнику яровые зерновые. Однако следует отметить, что химические показатели зерна пшеницы, в сравнении с предшественником клевер, ниже (по содержанию белка в зерне пшеницы на о,54-о,74 %, сырой клейковины — на 2,о-2,8 %, сухой клейковины — на 1,28-1,54 %, стекловидность зерна — на 1,5-2,2 %).

Выявлена высокая прямая корреляционная зависимость между содержанием

белка в зерне яровой пшеницы и стекло-видностью зерна (г = 0,92-0,98), а также между количеством белка в зерне и клейковиной (г = 0,96-0,98) для всех сравниваемых вариантов.

Выводы.

1. Посев яровой пшеницы интенсивного типа Красноуфимская 100 с нормой высева 7 млн всхожих зерен на 1 га в первой декаде мая на темно-серой лесной почве в условиях Среднего Урала при использовании расчетных доз минеральных удобрений на 5 и 6 т обеспечивает урожайность зерна по предшественнику клевер 5,08-5,52 т, по предшественнику яровые зерновые — 3,86-4,26 т/га при ГТК = 1,3—1,6. Увеличение количества атмосферных осадков (ГТК свыше 1,6) или их снижение (ГТК ниже 1,3) за вегетационный период приводит к уменьшению этих показателей. Решающая роль в формировании урожая принадлежит густоте продуктивных стеблей перед уборкой и выполненности зерна.

2. Содержание нитратов и подвижных форм тяжелых металлов (медь, цинк, свинец и кадмий) как в почве, так и в растительной продукции (зерно, солома) находится в пределах предельно допустимой концентрации (ПДК).

3. Выявлены устойчивые корреляционные зависимости между сопряженными показателями.

Литература

1. Агроклиматический справочник по Свердловской области. Л. : Гидрометеоиздат, 1962. 196 с.

2. Воробьев Е. С., Воронкова Ф. В., Титов В. С., Пронин В. А. Программирование урожайности и качества полевых культур Нечерноземья - Л.: Колос, 1981. - 1о3 с.

3. Каюмов М. К. Справочник по программированию продуктивности полевых культур. М. : Россельхозиздат, 1982. 288 с.

4. Лавриненко А. И., Зезин Н. Н., Семин А. Н., Огородников Л. П., Постников П. А., Колотов А. П., Бызов И. С., Сунцов А. В.,

Колобков Е. В., Лаптева Н. А., Мальцев Н. В., Матерн М. П., Воробьев В. А., Тощев В. В., Мингалев С. К., Поспелова Л. В., Лавриненко А. Н., Байкин Ю. Л. Яровой ячмень и пшеницы на Среднем Урале. Екатеринбург, 2о1о. 284 с.

5. Огородников Л. П. Обоснование технологии возделывания ячменя на Среднем Урале : автореф. дис. ... докт. сельхоз. наук. Омск, 1994. 32 с.

6. Шатилов И. С. Принципы программирования урожайности полевых культур // Биологические основы земледелия. М., 1974. С. 65-73.