Содержание к диссертации
Введение
I. Состояние изученности исследуемых вопросов (обзор литературы) 8
1.1. Значение, история и применение природных агроруд (ирлитов) 8
1.2. Систематизация и физико-химические особенности ирлитов 13
1.3. Применение природных агроруд в растениеводстве 15
Заключение 25
II. Условия проведения опытов 26
2.1. Агрометеорологические условия в годы исследований , 27
2.2. Почвенные условия 30
III. Цель, задачи и методика исследований 37
IV. Результаты исследований 43
4.1. Влияние ирлитов на рост, развитие и урожайность озимой пшеницы 43
4.1.1. Действие ирлитов на динамику влажности почвы 43
4.1.2. Динамика роста и развития, накопление органической массы и потребления элементов питания растениями 49
4.1.3. Фотосинтетическая деятельность посевов 66
4.1.3.1. Площадь листьев, динамика ее формирования и фотосинтетические потенциалы в зависимости от сроков и способов внесения ирлитов 67
4.1.3.2. Чистая продуктивность фотосинтеза и динамика ее формирования 75
4.1.4. Уроэюайностъ озимой пшеницы 83
Выводы 87
4.2. Влияние ирлитов на физические, технологические и хлебопекарные качества зерна озимой пшеницы 88
4.2.1. Физические свойства 89
4.2.2. Технологические свойства 92
4.2.3. Хлебопекарные качества 95
Выводы 107
4.3. Содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы под влиянием ирлитов 107
Выводы 113
V. Экономическая и энергетическая эффективность применения ирлитов под озимую пшеницу 111
5.1. Экономическая эффективность 114
5.2. Энергетическая эффективность 116
Выводы 121
Общие выводы 122
Предложения производству 125
Список использованной литературы 126
Приложения 144
- Систематизация и физико-химические особенности ирлитов
- Динамика роста и развития, накопление органической массы и потребления элементов питания растениями
- Площадь листьев, динамика ее формирования и фотосинтетические потенциалы в зависимости от сроков и способов внесения ирлитов
- Содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы под влиянием ирлитов
Введение к работе
Актуальность работы. Производства зерна - ведущая отрасль земледелия южных районов Российской Федерации. Занимая до 65 % посевных площадей, зерновые культуры обеспечивают более 70% всей прибыли в сельском хозяйстве, а озимая пшеница является ведущей зерновой культурой.
Поэтому основная задача земледелия - увеличение производства высококачественного зерна сильной и твердой пшеницы с целью обеспечения хлебопекарной промышленности необходимым сырьем для улучшения ассортимента, качества хлеба и хлебобулочных изделий.
Необходимо, чтобы основное сырье хлебопекарного производства -пшеничная мука - характеризовалась стабильными технологическими параметрами определенного уровня, обеспечивающими выработку качественных изделий, и что не менее важно, нормальный ритм работы1 современного автоматизированного предприятия.
В последнее Бремя все большее значение приобретает энергетика производства продуктов питания. Энергетика производства пшеничного зерна является одной из наиболее экономичных. Так, на 1 ккал пшеничного зерна затрачивается 0,1-0,2 ккал энергии, сои - 0,8 ккал, мяса говядины при интенсивном откорме - 10-15 ккал.
Учитывая важность озимой пшеницы, ключевой проблемой сельского хозяйства является увеличение производства высококачественного зерна. Одним из самых эффективных приемов повышения урожайности зерна озимой пшеницы и улучшения его качества является создание оптимальных запасов элементов питания в почве за счет применения удобрений. Однако в последние годы хозяйства Северной Осетии мало применяют минеральных удобрений, из-за их высокой стоимости, а чаще используют природные ресурсы в виде агроруд, которые представлены в нашей республике ирлитами 1 и 7.
Поэтому изучение вопросов применения агроруд под сельскохозяйственные культуры и, в частности, под озимую пшеницу, становится актуальной задачей науки и производства.
5 Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение действия ирлитов на основные показатели роста, развития растений озимой пшеницы, урожай зерна и его физико-химичесіше, технологические и хлебопекарные качества.
Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
выявить влияние сроков, способов и норм внесения ирлитов на рост и развитие растений;
изучить динамику формирования площади листьев, фотосинтетического потенциала, чистой продуктивности фотосинтеза и коэффициента использования солнечной энергии (ФАР) посевами;
определить динамику влажности почвы;
установить влияние сроков, способов и норм внесения ирлитов на урожай зерна и элементы структуры урожая;
- определить физико-химические, технологические и хлебопекарные
качества зерна;
определить содержание тяжелых металлов в зерне;
дать энергетическую и экономическую оценку возделывания озимой пшеницы.
Научная новизна работы. Впервые на выщелоченном черноземе лесостепной зоны РСО-Алания:
определены эффективные нормы и способы внесения ирлитов и их смесей с минеральными удобрениями при возделывании озимой пшеницы;
установлено влияние различного уровня питания па рост и развитие растений озимой пшеницы, ее продуктивность и структуру урожая;
определены физико-химические, технологические и хлебопекарные качества зерна;
определено содержание тяжелых металлов в зерне (муке);
дана экономическая и энергетическая оценка возделывания озимой пшеницы;
внедрены в производство рекомендации по наиболее эффективному применению ирлитов.
6.
Исследования являются составной частью тематического плана научно-исследовательских работ Горского государственного аграрного университета, номер государственной регистрации 01.09.80003166.
На защиту выносятся следующие положения:
Результаты исследований по влиянию ирлитов на динамику влажности почвы, роста и развития растений, формирования площади листьев, фотосинтетического потенциала, чистой продуктивности фотосинтеза и коэффициента использования солнечной энергии (ФАР) посевами;
Влияние норм, сроков и способов внесения ирлитов на урожайность озимой пшеницы и ее структуру;
Изменения физико-химических, технологических и хлебопекарных качеств зерна под влиянием ирлитов;
Содержание тяжелых металлов в зерне и их оценка;
Экономическая и энергетическая оценка возделывания озимой пшеницы при использовании ирлитов.
Практическая значимость и реализация результатов. Разработанные способы, нормы и сроки внесения ирлитов позволяют повысить урожайность озимой пшеницы на 12,4-22,2 % (по ирлиту 1) и на 4,2-8,1 % (по ирлиту 7) при высоких показателях экономической и энергетической зффеїсгивности их возделывания.
Результаты исследований внедрены в течение 2000-2002 гг. на полях колхозов «Дружба» и «Терек» Пригородного района РСО-Алания (на площади 180 га). С каждого гектара посевов озимой пшеницы дополнительно получено от 7,4 до 18,0 ц/га.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации докладывались на: региональной конференции посвященной проблемам экологии (Владикавказ, 2000 г); конференции молодых ученых, аспирантов и студентов агрономического факультета посвященной 80-ию Г.Г. Джанаева, (Владикавказ, 2001 г); на П Всероссийской научно-практической конференции «Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продук-
7 ты» (Москва, 2003 г), а также опубликованы в трудах молодых ученых Владикавказского научного центра РАН, (Владикавказ, 2002 г). По результатам исследований опубликовано 10 научных работ.
Место и годы проведения опытов. Диссертационная работа выполнялась в течение трех лет (2000-2002 гг.) на кафедре общего и мелиоративного земледелия Горского ГАУ. Полевые исследования проводились на полях ОПХ «Михайловское» СКНИИГПСХ, расположенного в лесостепной зоне РСО-Алания.
Исследования проведены с . использованием современных аналитических методов, полученные данные обработаны статистически с использованием компьютерной программы (Microsoft Excel) и достоверны по существу.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 125 с. машинописного текста; состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы включающего 190 наименований из них 11 иностранных авторов. Работа содержит 28 таблиц, 38 рисунков и 27 приложений.
Систематизация и физико-химические особенности ирлитов
Цеолиты в природе встречаются в виде гидротермальных и вулкано-генно-осадочных образований (41, 94 Д62).
В последние два десятилетия в технически передовых странах мира большое внимание уделяется исследованию и применению цеолитов вулка-ногенио-о садочного происхождения.
Установлено, что природные цеолиты формируются в результате различных геологических процессов и в различных физико-химических условиях. Даже сходные по генетическим признакам природные цеолиты могут различаться по физико-химическим показателям и по-разному проявлять свои полезные свойства. Поэтому изучение качества и эффективности цеолитов должны проводиться индивидуально для каждого месторождения (94, 95, 110, 178).
Классифицируются цеолиты по химическому составу и строению кристаллического каркаса (молекулярная решетка).
Цеолиты - представляют собой кристаллические водные алюмосили-катные минералы, содержащие в качестве катионов элементы I и II групп периодической системы, в частности, натрий, калий, магний, кальций, стронций и барий.
Бентониты - это полезные ископаемые, представляющие собой тонкодисперсные высокопластичные горные породы существенно смектитового состава и обладающие (в различной степени) связующими, тиксотропными и сорбционными свойствами. Обычно это плотные, вязкие, жирные на ощупь породы с оскольчатым или полураковистым изломом самых разнообразных цветов - от белого до черного (обычно - голубые, зеленые и желтые тона); с водой образуют гель, при высыхании которого на поверхности получается «морщинистая» трещиноватая корочка, напоминающая цветную капусту. В воде бентониты набухают (щелочные) или распадаются на мелкие частицы (щелочноземельные).
В отличие от известных в мире агроруд, природные ирлиты республики Северная Осетия-Алания - это образования бентонитового типа, содержат в оптимальных дозах подвижные формы фосфора, калия, железа, марганца, азота и ряд ценных для растений микроэлементов. Обладают они и высокими свойствами адсорбции, коагуляции и флокуляции.
Относятся ирлиты к категории морских глин, отложившиеся в водной среде на глубине 200-300 мив которых присутствуют остатки фауны и флоры животного и растительного происхождения. Структура пелитовая (гелиевая), текстура слабосланцевая, пятнистая. Размеры частиц в них меньше 0,04 мм. Фракции 0,04-0,005 мм составляют 93%. При интенсивном смачивании водой ирлиты быстро распадаются на мелкие частицы и делаются гелеподоб-иыми (170).
Объем ирлитов увеличивается в зависимости от рН среды. Слагающие ирлиты минералы каолинит, монтморрилонит, глауконит, карбонат, фосфорит, пылевидные гидрослюды, полевые шпаты, кварц, рутил, соединения железа, марганца, органические вещества и другие при создании субстрата песчанистой почвы, как уникальный адсорбент, коагулянт и флокулянт, улучшают физические свойства почвы, облегчают процесс усвоения растениями питательных веществ, способствуют лучшему регулированию водного режима, задерживают вымывание из почв полезных компонентов, продолжительное время сохраняют влагу и содержат важные, жизненно необходимые элементы в усвояемой форме (170).
Ирлит-1 представляет собой глину бентонитового типа светло-серого с зеленоватым оттенком цвета, местами с буровато-красными пятнами гид-роокислов железа и остатками морской фауны. Текстура слабо сланцеватая. По минералогическому составу ирлит-1 содержит каолинит, монтмориллонит, глауконит, карбонат, фосфорит. Второстепенными пылевидными являются мусковит, гидромусковит, полевые шпаты, кварц, рутил.
Ирлит-7 представляет собой глину бентонитового типа с более тонкой рассланцовкой. В нем преобладают глинистые минералы каолинит, монтмориллонит, ангидрит и гипс, содержание которых более 40%. Повышенное содержание в ирлите-7 фосфора (537 мг/кг), серы (2,9%), ангидрита и гипса свидетельствует о его образовании за счет денудации и переотложен-ия нижнемеловых остатков морской флоры и фауны (170).
К настоящему времени как у нас в стране, так и за рубежом получено большое количество достоверных данных об агроэкономической эффективности цеолитов на почвах с низким содержанием питательных элементов и с легким гранулометрическим составом (16). Цеолиты в количестве от 0,2 до 10 т/га и более вносятся в почву с минеральными и органическими удобрениями или без них. По данным полевых опытов, на почвах России, в зависимости от минералогического состава цеолитов и обогащения их питательными веществами, прибавки урожая составляют (в %): пшеницы и ячменя — 15-20, кукурузы — 20-30, овощей — 15-30, плодовых культур — 20-30, клевера — 35-40. На Дальнем Востоке получены факты положительного влияния на урожай картофеля (Сахалинская опытная станция), редиса и огурцов (Дальневосточный НИИ минерального сырья), сои (ВНИИсои), зерновых (Биолого-почвенный институт ДВО РАН) и др. Правда, часть экспериментов на Сахалине и в Приморском крае показала отсутствие эффекта от применения цеолитов. Эти опыты проводились на тяжелых почвах.
Механизм действия природных цеолитов в качестве мелиорантов многообразен и до конца не исследован (увеличение проницаемости и водоудержи-вающей способности почв, снижение их кислотности, предохранение подвижных форм удобрений от вымывания путем их сорбции и др.). Природные цеолиты связывают в почве токсичные тяжелые металлы (свинец, кадмий, ртуть и др.) и препятствуют их поступлению в растения. Положительное действие от применения цеолитовых пород - многолетнее.
Чаще всего для подкормки применяют цеолиты не природные, а насыщенные питательными элементами, необходимыми для нормального роста и развития растений, т.е. сложные, или комплексные удобрения (17). Концентрации азота, фосфора и калия (соответственно 9,3; 8,7 и 10%) в таких модифицированных (кондиционированных или насыщенных) цеолитах значительно ниже, чем в исходных удобрениях (50% и более), но действие их сохраняется и на второй год, т.е. пролонгированное. Сложные удобрения на базе цеолитов на легких песчаных или вулканических почвах не уступают по эффективности стандартным тукам (мочевине, суперфосфату и хлористому калию), но на 30% проигрывают им на кислых дерновоподзолистых и тяжелых почвах (22).
Динамика роста и развития, накопление органической массы и потребления элементов питания растениями
Процессы роста и развития относятся к числу важнейших проявлений жизнедеятельности растений, в которых выражена свойственная каждому организму потенциальная способность к размножению и самовоспроизведению.
Рост и развитие зависят от того, как в данном организме складываются соотношения между процессами корневого и воздушного питания и определяются способностью организма использовать факторы жизни растений. В конечном счете, это определяет продуктивность растений, содержание в его тканях пластичесішх веществ, жизнеспособность организма, его устойчивость к неблагоприятным условиям.
В жизненном цикле озимая пшеница, как и любое другое растение, последовательно проходит фенологические фазы развития, каждая из которых характеризуется формированием определенных органов: корней, листьев, стеблей, колоса и зерна. Формирование это происходит под действием факторов внешней среды, и, прежде всего температурного, водного и пищевого режимов (47, 87).
Выделение фаз вегетации озимой пшеницы позволяет лучше познать особенности роста и развития растений, их требования к факторам внешней среды в разные периоды жизни и дает возможность рациональнее строить систему агротехники (5, 47, 87, 140). В этой связи, современные технологии возделывания сельскохозяйственных культур должны разрабатываться с учетом биологических особенностей растений. Технологические операции должны быть приурочены к фазам развития растений и этапам органогенеза, а не к календарным срокам, и должны учитывать потребности культур в конкретные периоды жизнедеятельности (47).
Как: уже отмечалось, формирование элементов структуры урожая (густота стояния растений, кустистость, озерненность колоса, масса 1000 зерен) происходит в определенные фазы развития, причем их величина в значительной степени зависит от продолжительности соответствующих фаз (таб. 4).
Как следует из данных таблицы 4, в разные годы (2000-2002 гг.) озимая пшеница различалась по продолжительности как: отдельных фенофаз, так и всего периода активной вегетации. Вегетация в 2002 г. характеризовалась растянутым периодом фазы кущения, в связи, с чем формировалось на единице площади большее количество стеблей, чем в остальные годы.
На продолжительность фенологических фаз в значительной степени сказываются условия внешней среды. Известно, что на этот показатель влияют температура, увлажнение и обеспеченность элементами питания. Однако проведенные нами исследования показали, что внесение различных доз ирлитов и минеральных удобрений не оказывали влияния на прохождение фаз развития озимой пшеницы. Учитывая достаточную обеспеченность посевов запасами продуктивной влаги в течение вегетационного периода (разд. 4.1.1.), мы рассмотрим влияние температурного режима, как основного фактора, определяющего продолжительность фенологических фаз (табл. 5). Анализ данных таблицы 5 доказывает, что повышение средних суточных температур воздуха способствует ускорению прохождения всех без исключения фаз развития. То же несоответствие, которое явствует из таблицы, объясняется прекращением вегетации в связи с переходом средних суточных температур воздуха через 5 в сторону понижения и уходом растений в зимовку.
Следует отметить, что в сезоне 2001-2002 гг. растения ушли в зимовку значительно лучше развитыми и хорошо раскустившимися. Известно, что для прохождения фенологических фаз растениям необходима определенная сумма температур. Как свидетельствуют результаты наших исследований, показатель суммы положительных температур, накопленных за определенную фазу, по годам нестабилен и, таким образом, нехарактерен. В этом отношении более надежной является сумма эффективных температур, т.е. сумма средних суточных температур, уменьшенных на начальную температуру развития, т.е. на биологический 0. Для озимой пшеницы эффективными считаются положи-тельные температуры выше 5С.
Из табличных данных видно, что разница в сумме эффективных температур по годам в различные фенофазы не значительна и не превышает 10,3.
В целом, для своего полного развития (без учета периода прорастания семян) озимая пшеница сорта Безостая 1 требуют 1085,8- 1180,2 эффективных температур.
Полученные материалы о прохождении фенологических фаз дают основания для практических выводов. Так, зная формирование, каких элементов урожая, происходит в определенные фазы развития и, основываясь на данных табл.5 о продолжительности соответствующих фаз развития, можно с определенной вероятностью предположить, что посевы озимой пшеницы в 2002 г. будут отличаться большей густотою, более высоким коэффициентом кущения, но несколько меньшей будет озерненность колоса и масса зерновка.
Высота растений - один из важнейших морфобиологических признаков, по которому можно судить о реакции растений на изменения условий их произрастания.
Интенсивное увеличение линейных размеров стеблей происходит Б основном до фазы цветения, достигая 97,5% своей максимальной величины, и прекращалось в фазе молочно-восковой спелости зерна. Без внесения удобрений (на контроле) высота стеблей у озимой пшеницы, в среднем за 2000-2002 гг., составила 114,2 см. Применение различных способов и сроков внесения ирлитов обеспечивало увеличение линейного роста растений на 3,9-21,1 см.
К фазе цветения темпы роста стебля замедляются, и к фазе молочной спелости линейный рост стебля прекращается и достигает своей конечной высоты (приложения 10 и 11).
Установлено, что рост растений озимой пшеницы в высоту существенно изменяется в зависимости от условий питания. Во все годы исследований линейный рост стебля на вариантах с внесением ирлитов в целом за вегетационный период проходил более интенсивно, чем на контроле.
При сравнении вариантов опыта можно заметить, что в фазу весеннего отрастания разница в высоте растений составляет 1-2 см, а в фазу кущения она не превышает 3,0-6,7 см при применении ирлита 1 и 3,0-6,3 при применении ирлита 7. При достижении растениями фазы выхода в трубку разница между контрольным и удобренными вариантами достигает от 6,5 до 15,5 см и от 2,7 до 14,7 см соответственно, в зависимости от способов и сроков внесения. В этот период растения достигают 73,6% от максимальной величины.
Площадь листьев, динамика ее формирования и фотосинтетические потенциалы в зависимости от сроков и способов внесения ирлитов
Одним из основных показателей фотосинтетической деятельности растений, определяющих урожайность, является величина площади листьев и динамичность ее формирования. Листья - это главнейший аппарат взаимодействия растительного ценоза с внешней средой. При помощи листа идет улавливание энергии солнечного света, усвоение углекислого газа и транспи-рация. Выполняя такие важные функции, листья развиваются в строгом соответствии с состоянием внешней среды. На изменения состояния среды (например, влажности, условий питания) растения быстрее всего реагируют изменением роста площади листьев. В этой связи, одной из важных физиологических характеристик посева является площадь листьев, приходящаяся на единицу площади почвы (117).
Рассмотрение основных факторов фотосинтетической деятельности растений в посевах показывает, что любой агротехнический прием, направленный на повышение урожайности, эффективен в том случае, если он: 1) обеспечивает быстрое развитие и достижение больших размеров площади листьев; 2) повышает продуктивность фотосинтеза; 3) сохраняет листья в активном состоянии возможно более длительный период времени; 4) способствует наилучшему использованию продуктов фотосинтеза, направленных на усиленный рост питающих и проводящих органов (листья, стебли, корни), и накопление в них большего количества органических веществ.
Одним из таких агротехнических мероприятий является применение удобрений. Внесение удобрений значительно повышает (на 20-30%) максимальную площадь листьев (47, 71, 117, 118).
Однако урожай не всегда растет наравне с ростом площади листьев, а только при увеличении ее до определенных размеров. Оказывается, что наивысший и наилучший по качеству урожай можно получать только в посевах, обладающих оптимальной по размерам площадью листьев. Установлено, что площадь листьев, достигающая 4-5 м на 1 м площади посева (т.е. 40-50 тыс. м2/га) является для большинства культур оптимальной или близкой к ней. При наличии такой листовой поверхности посев поглощает практически всю (до 85-95%) энергию, приходящую с фотосинтетически активной радиацией (ФАР). В связи с этим, дальнейшее увеличение площади листьев считается нецелесообразным, т.к. чрезмерный рост листовой поверхности в посевах ведет к затенению, а в дальнейшем и к отмиранию нижних листьев, к снижению интенсивности фотосинтеза, увеличению расхода воды на транспирацию и органических веществ на дыхание, а также и ряду других нежелательных явлений, влекущих за собой снижение урожая (71, 160).
Для получения наивысших урожаев важным является не только достижение определенной площади листовой поверхности, но и оптимальный ход ее формирования и достаточно продолжительное и продуктивное функционирование (115).
Оптимальным считается такой ход формирования ассимиляционной поверхности и такое ее максимальное развитие, при котором суммарный фо-тосинтетический потенциал (ФП) соответствует не менее чем 2-3 млн.м су-тки/га в расчете на каждые 100 дней фактической вегетации (9, 115). Посевы с подобным значением ФП поглощают за время вегетации не менее 50-60 % суммарной энергии ФАР, из которой аккумулируют, для создания сухого вещества не более 3-5 %. Теоретически коэффициент использования энергии ФАР может достигать 6-8 %, но в действительности, по ряду причин, его величина чаще всего не превышает 0,5-1,5 % (72).
Из всех параметров характеризующих фотосинтетическую деятельность посевов, суммарный ФП наиболее тесно связан с конечным урожаем. Коэффициент корреляции между этими показателями достигает 0,8-0,9 (115).
Для характеристики продуктивности работы единицы листовой поверхности применяется показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). ЧПФ растений в течение периода вегетации изменяется. У ряда культур, например пшеницы, кукурузы и сорго, высокая продуктивность работы листьев отмечается в средние фазы, а также в конце жизни - в период налива зерна (9, 117).
Самым важным показателем полноценности посевов является коэффициент использования энергии ФАР на формирование урожая (КПД циент использования энергии ФАР на формирование урожая (КПД ФАР). В условиях полной обеспеченности водой и минеральным питанием можно ориентироваться на общий КПД в 4-5% (115).
Проведенные нами исследования показали, что изменениям площади листьев в течение вегетации свойственна определенная закономерность. В начале весенней вегетации площадь листьев невелика и нарастает медленно (рис, 17, 18). Затем темпы прироста листовой поверхности увеличиваются и сохраняются до фазы колошения, когда площадь ассимиляционной поверхности достигает своего максимума. В последующие фазы площадь листьев уменьшается и достигает нуля при наступлении полной спелости.
В наших исследованиях площадь ассимиляционной поверхности, сформированная в 2000 году в фазу колошения на контрольном варианте со-ставила 24,97 тыс.м /га. При основном внесении 2, 4 и 6 т ирлита-1 она увеличивалась соответственно на 1,38, 3,23 и 4,73 тыс.м2/га, а при применении ирлита-7 соответственно на 0,35,1,8 и 2,75 тыс.м /га.
При внесении NPK (30 кг/га) одновременно с посевом отмечалось увеличение листовой поверхности в сравнении с контролем на 3,78 тыс.м2/га; при внесении ирлита-1 (30 кг/га) на 1,76 тыс.м2/га и при внесении ирлита-7 (30 кг/га) на 2,24 тыс.м2/га.
При сочетании основного внесения ирлита-1 (4 т/га) с припосевным -NPK (30 кг/га) площадь листовой поверхности увеличилась по сравнению с контролем на 8,62, а ирлита-7 на 3,25 тыс.м /га; а при сочетании основного внесения ирлита-1 (4 т/га) и припосевного внесения ирлита-1 (30 кг/га) на 9,33 и по ирлиту-7 на 4,18 тыс.м2/га.
Содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы под влиянием ирлитов
Технологические свойства зерна, эффективность их реализации в технологическом процессе и экономическая эффективность производства являются взаимосвязанными сторонами проблемы обеспечения высокого уровня использования зерна в народном хозяйстве.
Исследованиями последних.лет установлено, что химический состав зерна пшеницы не постоянен и зависит от целого ряда факторов: климата, района произрастания, агротехники, сортовых особенностей и т.д. Влияние климата на качество зерна пшеницы, выращенной в различных почвенно-климатических зонах страны, изучал коллектив сотрудников ВИРа под руководством Н.Н. Иванова. На основании этих исследований была составлена таблица географической изменчивости белка в зерне, показывающая, что по мере продвижения пшеницы с запада на восток и с севера на юг содержание белка в зерне повышается.
Исследования ряда авторов показали, что содержание белка в зерне озимой пшеницы изменяется также в зависимости от условий вертикальной зональности. Они считают, что повышение содержания белка в зерне озимой пшенице, выращенной в степных районах, объясняется повышенной температурой воздуха и пониженной относительной влажностью его (68,151).
Из трех элементов климата (вода, свет и тепло), определяющих содержание белка в зерне пшеницы, наиболее важным является степень обеспеченности растения водой. При обеспечении растений влагой в процессе отложения запасных веществ преобладает образование углеводных форм - крахмала, сахара, технически ценной клетчатки и жира; при относительном же недостатке ее за вегетационный период - белковых форм и веществ, связанных с ними. Основными причинами, ведущими к снижению белка в зерне озимой пшеницы: а) повышенная влажность почвы и растения, затягивающая вегетацион ный период и способствующая тем самым большому отложению крахмала за счет уменьшения азота; б) пониженная концентрация почвенного раствора, ведущая к уменьше нию накопления азота в зерне; в) недостаток усвояемого азота в почве, так как растения, развиваясь более энергично, требуют большего количества питательных веществ. Так как белок участвует в образовании клейковины, то с изменением содержания белка изменяется и качество клейковины. Более благоприятными условиями для образования упругой, эластичной клейковины является повышенная температура воздуха и пониженная влажность. Значение ирлитов в повышении белковитости зерна озимой пшеницы и сбор общего белка с гектара приведены в таблице 20 и приложении 24. Данные таблицы 20 показывают, что наибольшим содержанием белка (12,75%) и его выходом с 1 га (568 кг) отличался вариант с внесением ирли-та-1 4 т/га (основное внесение) -ь 30 кг/га (при посеве) + обработка семян (3 кг/т). Содержание белка в зерне пшеницы при этом было выше, чем на контроле на 2,8%, а общий выход белка - на 227 кг/га. В годы исследований отмечалась неодинаковая отзывчивость растений на внесение ирлитов в повышении белковистости зерна. Увеличение количества осадков в период весенне-летней вегетации озимой пшеницы 2001 г. способствовало усилению ростовых процессов и приводило к увеличению расхода поступающего в растения азота на эти процессы. Как следствие, на процессы зернообразования тратилось меньше количество азота, в связи, с чем содержание в зерне белка и клейковины оказывалось меньшим, чем в урожае 2000 г. В целом содержание белка на всех вариантах колебалось по годам незначительно. Содержание и качество клейковины в зерне пшеницы находится в за висимости от условий питания. Результаты наших исследований о влиянии ирлитов и их сочетаний с минеральными удобрениями на содержание и качество клейковины в зерне озимой пшеницы приведены в таблице 21 и приложении 25, Из представленных данных видно, что наименьшее количество клейковины отмечено в зерне контрольного варианта. Максимальное количество клейковины (26,8%) отмечено на варианте с внесением ирлита-1 в дозе 4 т/га (основное внесение) + 30 кг/га (при посеве) + обработка семян (3 кг/т). По ирлиту-7 этот показатель составил - 27,1%, что соответственно было выше, чем на контроле на 4,2 и 4,5%, при этом клейковина относилась к I группе (хорошая). Повышение клейковины под влиянием ирлитов и минеральных удобрений происходит, по-видимому, вследствие изменения соотношения в белковом комплексе зерна основных клейковинообразующих фракций. Таким образом, на исследуемых вариантах ирлиты и их сочетания с минеральными удобрениями способствовали повышению содержания в зерне пшеницы количества и качества клейковины. Основными показателями хлебопекарных качеств пшеницы принято считать «силу» муки и объемный выход хлеба. «Сила» муки - это ее способность улучшать пекарные достоинства другой муки, имеющей низкое качество. Понятие «сила» пшеницы объединяет целый ряд физико-химических и биохимических свойств зерна, совокупность и взаимосвязь, которых определяет поведение муки в процессе приготовления хлеба. Многочисленные исследования показали, что технологические качества зерна пшеницы определяются, прежде всего, состоянием белкового компонента, который в основном характеризует хлебопекарные достоинства муки (67, 68). В большинстве случаев у сортов пшеницы, произрастающих в Российской Федерации, наблюдается прямая зависимость менаду количеством белка, клейковины в зерне и хлебопекарной «силой» муки. Содержание белка в зерне непостоянно и зависит от целого ряда факторов (обеспеченность растений водой, питательными веществами и др.) (90).
Безазотистые вещества в зерне (крахмал, жир) наряду с азотистыми играют немаловажную роль в процессе тестоведения. Так, крахмал обеспечивает необходимую для выпечки хлеба связывающую поверхность и определяет структуру мякиша, так как клейковина выполняет в основном функцию связывающего «агента». Большое количество жира в зерне полезно, когда приготовление теста идет с крепкой клейковиной и растяжимостью 8-Ю см (103, 106,114,134,147).
Похожие диссертации на Рациональное использование природных ресурсов Северной Осетии для оптимизации биопотенциала озимой пшеницы
