Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние климатических факторов и агротехнических приемов на формирование урожайности и технологические свойства зерна яровой пшеницы (Обзор литературы) 14
1.1. Влияние климатических факторов на рост и развитие пшеницы 14
1.2. Влияние агротехнических приемов на продуктивность посевов пшеницы 35
1.3. Влияние климатических факторов и агротехнических приемов на технологические свойства зерна 43
Глава 2. Условия, объекты и методики исследований 60
2.1. Почвенно-климатическая характеристика зоны 60
2.2. Объект исследований 86
2.3. Методика исследований 87
Глава 3. Влияние почвенно-метеорологичких факторов на развитие растений пшеницы 91
3.1. Продолжительность межфазных периодов в связи с факторами внешней среды 91
3.2. Продолжительность вегетационного периода и ее влияние наурожай 114
Глава 4. Обеспеченность ресурсами климата выращивания пшеницы в Кемеровской области 130
4.1. Динамика урожая яровой пшеницы в связи с метеорологическими условиями и особенностью производства зерна в Кемеровской области 130
4.2. Обеспеченность яровой пшеницы теплом 155
Глава 5. Влияние агротехнических факторов на формирование урожайности яровой пшеницы 162
5.1. Сроки посева и их агроклиматическое обоснование 162
5.2. Урожайность яровой пшеницы в зависимости от норм высева 175
5.3. Урожайность яровой пшеницы в зависимости от предшественников 180
6. Сортовая структура яровой пшеницы в Кемеровской области и ее роль в повышении урожайности 188
Глава 7. Технологические свойства зерна яровой пшеницы 210
7.1 Влияние природно-климатических условий на технологические свойства зерна пшеницы 210
7.2. Физико-химические и технологические свойства зерна новых и перспективных сортов 238
Глава 8. Формирование технологических свойств зерна в зависимости от почвенно-климатических условий 271
8.1. Влияние почвенно-климатических факторов в период вегетации на технологические свойства зерна 271
8.2. Сопряженность показателей качества зерна пшеницы 281
Глава 9. Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы в Кемеровской области 289
Выводы 299
Предложения производству 302
Список литературы 303
Приложения 337
- Влияние агротехнических приемов на продуктивность посевов пшеницы
- Продолжительность вегетационного периода и ее влияние наурожай
- Урожайность яровой пшеницы в зависимости от предшественников
- Физико-химические и технологические свойства зерна новых и перспективных сортов
Введение к работе
ф Пшеница - наиболее важная зерновая культура. Она даёт 30% мирово- го производства зерна и обеспечивает продовольствием более половины населения земного шара. Популярность пшеницы объясняется целым рядом уникальных свойств, и прежде всего, высокой питательной ценностью и усвояемостью. Сухое зерно обладает хорошей лежкостью и может транспортироваться на большие расстояния. Пшеница имеет большую экологическую нишу распространения и высокую пластичность, а также высокий коэффици- ент размножения.
Зерно мягкой пшеницы является основным сырьем для мукомольной и хлебопекарной промышленности. Остатки от помола идут в виде отрубей в корм сельскохозяйственным животным, зародыши - для выработки витамина
Ш Е, а также для производства растительного белка и масла.
Индустриально развитые страны постоянно уделяют большое внимание увеличению производства зерна пшеницы, т.к. пшеница является не только ценным пищевым продуктом, но и источником высокого дохода.
В мире площади под пшеницей занимают около 250 млн.га, в Россий ской Федерации около 25, в Западной Сибири 5,5 млн. га. ф Основными экспортёрами зерна пшеницы являются Канада, США, Ар- гентина, Франция и Германия, частично Китай и Россия. Россия завозит фу- ражное зерно, но нередко и продовольственное.
По данным ФАО (1988), зерна, особенно продовольственного произво дится недостаточно и от голода и недоедания страдает более 500 млн. чело век. Спрос на мировых рынках постоянно возрастает. По их оценке, тенден- Ш ция к увеличению спроса сохранится и в будущем, потому что к 2010 году численность населения земного шара достигнет 6,5 млрд. человек.
Возрастающее значение пшеницы в питании населения, выдвигает необходимость увеличения валового сбора зерна при одновременном улучшении его качества. От качества зерна зависит не только ход технологического процесса на мельницах и хлебозаводах, но и качество выпекаемого хлеба.
Ф Повышение качества зерна является одной из ведущих проблем агро- промышленного комплекса страны. Значительное снижение интенсификации зернового хозяйства в период перестройки привело к резкому обострению проблемы получения высококачественного зерна, как в основных зернопро-изводящих районах России, так и в нетрадиционных регионах, что связано с V необходимостью самообеспечения последних продовольственной пшеницей.
Кемеровская область является крупным промышленным центром, однако до сих пор она не располагает столь же мощным агропромышленным комплексом. На территории, занимающей 4% площади Западно-Сибирского региона, проживает 22% населения, значительная часть которого сосредото- 'W чена в городах и рабочих поселках. Производством сельскохозяйственной продукции занято около 6% населения. На каждого жителя области приходится около 0,5 га пашни. Разбалансированность продовольственной базы области все настоятельнее требует перехода этой территории на более устойчивое самообеспечение (Гончаров, 1995).
По уровню валового производства продукции на единицу площади Кемеровская область занимает первое место в Западно-Сибирском регионе.
В 90-е годы прошедшего столетия Кемеровская область оказалась в тяжелом продовольственном положении. Ставка промышленного Кузбасса на импорт продовольственной пшеницы не оправдалась. С переходом на рыночные отношения плановый завоз зерна прекратился, стали осуществляться другие подходы. Один из наиболее реальных - это развитие собственного производства. В целях продовольственной безопасности приходится изыскивать хлебные ресурсы на месте.
До 1994 года перед специалистами растениеводства стояла задача уб рать выращенный урожай, получить семенной материал, а оставшееся зерно практически все использовалось на кормовые цели. В период перестройки, поголовье сельскохозяйственных животных снизилось на 44,3%, а птицы на % 42,6%. Эти глобальные изменения привели к повышению спроса на продо- вольственную пшеницу.
В настоящее время работа по улучшению качества зерна пшеницы ве дётся в нескольких направлениях. Путем совершенствования технологиче ских процессов стремятся повысить чистоту и однородность зерна, влияю- V щих на выход и качество продукции. Широко используется возможность по- вышения качества урожая за счет внедрения в производство новых более ценных сортов, этот путь повышения качества зерна является надежным и практически более приемлемым по сравнению с другими способами.
Не маловажную роль в повышение качества зерна пшеницы имеют се- w лекционные достижения. Перспектива возделывания яровой пшеницы в Ке- меровской области во многом будет зависеть от результатов селекции. Исследовательская работа по изучению яровой пшеницы была начата в 1931 г. Непосредственно селекцией с 1946 г. руководил А. А. Адамович. Им был выделен перспективный сорт Кузбассовка. При посеве в первой декаде мая он давал 2,8 т/га. Этот сорт обладал высокими хлебопекарными качествами.
С 1946 по 1954 гг. выделено ещё 2 сорта с отличными хлебопекарными ^ качествами: Краснинская и К-477, которые созревали на 10 дней раньше, чем распространенный сорт Мильтурум 553.
Работа по селекции яровой пшеницы была возобновлена только в 1985 г. Возглавила её З.П. Ананьева. Ею впервые в 1999 году были переданы в го- сударственное сортоиспытание высокопродуктивные, устойчивые к полега- * нию, болезням и вредителям 2 сорта яровой пшеницы Мария и Алешина, а с
2000 г. - сорт Тулеевская. Однако результаты селекции яровой пшеницы в Кемеровской области нельзя считать удовлетворительными. Так, на 2001 г. все 15 рекомендованных к использованию в производстве сортов, созданы в других регионах.
Следует отметить, что качество зерна, в большей степени зависти от почвенно-климатических условий возделывания пшеницы. Эта особенность ^ была отмечена более 100 лет назад Н.Е. Лясковским (1865), который устано- вил зависимость накопления белка в зерне от географического расположения посевов пшеницы. Позднее этот вопрос исследовали К.А. Фляксбергер (1932), М.И. Княгиничев (1951) и А.И. Носатовский (1965).
В связи с этим, большое значение придается изучению качества зерна V пшеницы произрастающей в разных районах. Так, например, пшеницы Ка- захстана детально были изучены С.С. Синициным (1966), позднее Т.Б. Дар- канбаевым и Г.А. Каптюшиной (1967). Ряд работ посвящено изучению укра инских пшениц (М.М. Стрельникова, 1955, 1960, 1971). Пшеницы Западной Сибири изучали А.П. Сляднев (1967), Ю.П. Логинов и М.С. Наумова, (1997), W С.С. Синицын и Ю.Б. Колмаков (1995), Р.И. Белкина (2000) и др. Имеются данные о качестве зерна пшеницы выращенной в других регионах Российской Федерации.
Материалы по формированию урожая и качества зерна пшеницы на территории Кемеровской области в научной печати практически отсутствуют, что является несомненным пробелом.
Наряду с этим экономическая нестабильность обусловила структурные изменения в производстве. В период с 1989 по 1993 годы пшеница занимала 131,2 тыс.га (третье место после ячменя и овса). В настоящее время под культурой занято 46% (350 тыс. га) площади всех зерновых культур.
Производство зерна пшеницы в Кемеровской области составило: 1969-1973 годы - 2827 тыс.т, 1974-1978 - 1892, 1979-1983 - 1380, 1984-1988 -1207, 1989-1993 - 1137, 1994-1998 - 1798 тыс. тонн; а урожайность от 1,0 до 1,8 т/га.
При оптимальном решении зерновой проблемы потребность области в зерне составляет 1500 тыс. тонн. Для приготовления муки требуется 450 тыс. тонн продовольственной пшеницы и 35-40 тыс. тонн ржи. Потребность в ячмене и овсе составляет 300 тыс. тонн. Для кормовых целей зерно используют ^ в количестве 550-600 тыс. тонн, на семена - 200 тыс. тонн.
Несмотря на важное народнохозяйственное значение пшеницы в настоящее время производство высококачественного зерна остается на низком уровне. Причиной этого является отсутствие новых высокоурожайных с хорошим качеством сортов, недостаточная изученность биологических особен- ностей культуры в конкретных почвенно-климатических условиях, а также нарушение технологии ее возделывания, в том числе таких агротехнических приемов как сроки посева и уборки. Это особенно важно для получения высококачественного зерна продовольственной пшеницы. Решения проблемы, - зависит от приспособленности сортов к различным почвенно-климатическим ' зонам области, а также от характера агрометеорологических условий.
На современном этапе наиболее эффективным средством повышения урожайности и качества зерна должны стать рациональные технологии. Основная цель их - реализация потенциальной продуктивности растений с учётом биологических особенностей и обеспечения их необходимыми жизненными факторами. Разработке именно таких технологий возделывания яровой пшеницы на основе конкретной информации о ресурсах влаги, тепла, про- ф дуктивности сорта и посвящена данная работа.
Актуальность исследований обусловлена необходимостью изыскания и выявления высокопродуктивных сортов мягкой яровой пшеницы, обеспечивающих стабильное по годам формирование качественного зерна. Сложности ш в решении проблемы создают периодически проявляющиеся специфические факторы: поздняя затяжная весна, весенне-летняя засуха, пониженная температура и избыточное увлажнение в период созревания и уборки, ранние осенние заморозки и другие неблагоприятные явления. В таких условиях большинство возделываемых сортов пшеницы не всегда отличаются стабильностью формирования технологических показателей требуемого уровня, в частности тех, от которых зависит сырьевое достоинство зерна: содержание клейковины, натура, стекловидность и другие. В некоторых хозяйствах области получают зерно низкого качества, высока доля в структуре посева старых малопродуктивных сортов. Решения таких вопросов, как совершенствование технологических приемов возделывания, внедрение новых высокопродуктивных сортов, своевременного посева и уборки, а также послеуборочной обработки позволит повысить и стабилизировать урожайность культуры в производственных условиях и иметь качественное зерно для местной хлебопекарной промышленности.
Комплексных исследований в этом плане по яровой пшенице на территории Кемеровской области не проводилось.
Цель и задачи исследований.
Цель - выявить агробиологические особенности формирования урожая и качества зерна пшеницы в различных почвенно-климатических зонах; разработать систему мер, способствующих повышению качества зерна и ус тойчивости производства яровой пшеницы в условиях юго-востока Западной Сибири, на примере нетрадиционной зоны ее возделывания - Кемеровской ф! области.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: - выявить потенциал агроклиматических ресурсов области для воз можного успешного выращивания продовольственной пшеницы; * - изучить характер влияния комплекса экологических факторов на рост и развитие культуры, урожайность зерна и его качества; - выявить динамику урожайности яровой пшеницы по изменению эво-люторной линии (линии тренда) по административным районам и на госсортоучастках Кемеровской области; - определить вклад отдельных факторов (климат, сроки посева, норм 1| высева, предшественники) в формирование продуктивности пшеницы; провести анализ сортовой структуры посевов пшеницы и показать пути ее совершенствования; изучить технологические свойства зерна различных сортов пшеницы, в связи с климатичеакими условиями возделывания в разных экологических
Ф зонах; > - выявить и осуществить подбор сортов пшеницы, формирующих ста бильный уровень урожая зерна с высокими технологическими свойствами и хлебопекарными качествами в экстремальных условиях Кузбасса; - определить взаимосвязь условий выращивания, урожайности и тех- Щ нологических свойств зерна, на основе многофакторного анализа; выявить корреляционные связи между содержанием белка и другими показателями качества зерна; рассчитать экономическую эффективность возделывания пшеницы в условиях Кемеровской области.
Научная новизна. Впервые многолетние комплексные исследования (1989-1998 гг.) позволили получить новые научные знания о биологических особенностях роста и развития яровой пшеницы при выращивании в разных экологических зонах Кемеровской области. Показано решающее значение продолжительности дневного освещения на прохождение периода всходы-колошение в лесостепной и степной зонах. Установлено, что длина вегетационного периода в лесостепной зоне (север области) короче, чем в степной (юг области). Раннеспелые и среднеспелые сорта, выращенные в одинаковых почвенно-климатических условиях, имеют примерно одинаковую продолжи- тельность межфазнрго периода всходы-колошение. Сортовые особенности резко проявляются в длине периода от выколашивания до восковой спелости.
Тренды-графики тенденции изменения урожая пшеницы за период с
1969 по 1998 гг. по 17 административным районам области и по пяти госсор-
Щ тоучасткам с 1972 пр 1998 гг. показали реальный потенциал продуктивности сортов.
На основании проведенных исследований рекомендовано для получе ния более устойчивых урожаев изменить структуру посевных площадей яро вой пшеницы таким образом, чтобы посевная площадь была под раннеспе- # лыми сортами 35%; под среднепоздними 50% и позднеспелыми 15%.
Оценены по урожайности, технологическим свойствам и хлебопекар ным качествам новые перспективные сорта пшеницы кемеровской селекции Мария, Алешина и Тулеевская, а также другие сорта, допущенные для возде лывания по 10 региону. щ Выявлено что лучшие физико-химические и технологические свойства зерна имеют среднепоздние сорта.
Практическая значимость работы состоит в том, что дано научное обоснование и рекомендации по улучшению сортовой структуры посевов яровой пшеницы.
Показана возможность производства высококачественного зерна глпе- ницы с содержанием белка - 14,0-18,0% и клейковины - 35-40% и выше.
Для получения продовольственного зерна в Кемеровской области, не обходимо иметь, взаимодополняющие сорта пшеницы, разных групп спело сти, характеризующиеся высокой экологической пластичностью. При ранних сроках посева они позволят стабилизировать сбор зерна высокого качества. Проведена технологическая оценка сортов пшеницы, которая позволи- 9 ла рекомендовать в качестве лучших: Кантегирская 89, Омская 29 Мария,
Алешина.
Основные положения, выносимые на защиту:
Агроэкологические условия юго-востока Западной Сибири обеспечивают получение высоких урожаев зерна яровой пшеницы с высокими технологическими и хлебопекарными качествами.
Комплексная технологическая оценка качества зерна позволяет выращивать сорта яровой пшеницы в различных зонах региона.
Лимитирующим фактором в формировании высоких урожаев зерна яровой пшеницы с хорошими технологическими свойствами в данной зоне является влагообеспеченность.
Сравнительный анализ многолетних данных по урожайности в административных районах и на госсортоучастках Кемеровской области позволяет определить потенциал продуктивности новых сортов яровой пшеницы (3,5-4,0 т/га) и выявить резервы роста урожайности яровой пшеницы.
Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы в условиях юго-восточной части Западной Сибири.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на заседаниях научного и методического совета Кемеровского СХИ (1995-2000 гг.) областных и районных конференциях, на отчетных конференциях по результатам сортоиспытаний сельскохозяйственных культур на ГСУ области, на совещании главных специалистов Топкинского, Ленинск-Кузнецкого, Промышленновского, Мариинского районов и на учебе агрономов в школе повышения квалификации агрокадров; на научно-практических конференциях «День земли: экология и образование в алтайском регионе» (Бийск, 1998 г), «Внедрение ресурсосберегающих технологий сельскохозяйственного производства» (Новокузнецк, 1999-2001 гг.); «Новый аграрный курс России и его реализация. Региональный аспект» (Пенза, 2001-2002 гг.).
Главные результаты работы по теме диссертации опубликованы в 2 монографиях («Биологические основы получения высококачественного зерна продовольственной пшеницы в Кемеровской области»; «Физиолого-биологические свойства зерна и пути оптимизации его подготовки к длительному хранению») и 29 научных статьях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 9 глав и из- ложена на 336 страницах машинописного текста, содержит 87 таблиц в тек- ^| сте и 62 в приложении, иллюстрирована 67 рисунками. Список литературы включает 356 наименования, в том числе 27 на иностранных языках.
Автор выражает искреннюю благодарность за своевременные и полез ные научные консультации доктору с.-х. наук, профессору В.Е. Долгодворо- ву, доктору биологических наук Н.Н. Новикову, доктору технических наук, ф действительному члену РАЕН В.И. Мяленко, начальнику инспектуры Госко- миссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений по Кемеровской области В.И. Ермолову.
Влияние агротехнических приемов на продуктивность посевов пшеницы
Урожай яровой пшеницы - это сложный продукт, получаемый от рас w тения в результате определенного сочетания и взаимодействия природных свойств самого растения, экологических факторов и хозяйственной деятельности человека. Н.И. Шарапов (1973) отмечает, что в урожае проявляются биологические свойства растений. В нем также отражено влияние окружающих условий и деятельности человека на основные процессы жизнедеятельности растения. Деятельность человека выражается в применении приемов агротехники и направлена на получение высокой продуктивности растений.
Агротехника - важный фактор формирования микроклимата полей. Одной из основных задач научной агрономии и практического земледелия д, является регулирование температуры, влажности, воздушного и пищевого режимов почвы в соответствии с биологией растений. Урожайность может регулироваться целым рядом агротехнических приемов: обработкой почвы, подбором высокопродуктивных сортов, приме нением оптимальных норм высева и сроков посева, выбором предшественни ка (Конов, 1972; Бельденко, 1975; Лукьянюк, Головков и Нефедов, 1976; Jain, Ф Agrawal, 1973) В комплексе мероприятий, способствующих повышению урожаев ф пшеницы, важное значение принадлежит обработке почвы. В.Н. Ремесло (1972) отмечает, что урожай пшеницы зависит, прежде всего от того, на сколько тщательно после каждого предшественника обработана почва, соз даны в каждом конкретном случае условия для нормального роста и развития ц растений. А.П. Федосеев (1979) утверждает, что в северных недостаточно те плообеспеченных земледельческих районах Сибири, вспашка полей повышает температуру почвы на 3-4 С и весеннее закрытие влаги уменьшает потери воды на испарение на 10-15 мм. Рыхлый поверхностный слой почвы толщи 36 ною до 0,5 см вдвое уменьшает испарение воды, до 5 см - в 5 раз, до 8,5 см -в 7 раз. В работе отмечено, что лущение стерни после уборки в степных районах сберегает 25-30 мм влаги, а применение ранней зяблевой вспашки спо # собствует дополнительному увлажнению почвы в среднем на 25-30 мм, в ле ! # состепных на 30-50 мм. Есть мнение, что фактор «способ обработки почвы» под зерновые культуры оказывает меньшее влияние, чем фактор «нормы и сроки посева, предшественники, удобрения» (Селиванов и др., 1981). По данным В.П. Самсонова (1996), D. Poloni (1995), D. Amelung (2000), для получения здоровых дружных всходов и для получения высоких урожаев необходимо проводить протравливание посевного материала. Исследования В.А. Чулкиной, ЕЮ. Тороповой, Ю.И. Чулкина и др. (2000) показывают, что посев протравленными семенами во влажную почву при физической ее спелости, обеспечивает подавление корневых гнилей w пшеницы примерно на 60%, при повышении урожайности на 17%. От правильно выбранной нормы высева зависит продуктивность отдельных растений и поля, качество зерна, засоренность посевов и поражение болезнями. При изреженных нормах высева стеблестой получается изрежен-ным и большие возможности для развития получают сорняки. При завышенных нормах стеблестой густой. Создается затененность, увеличивается скорость роста, нередко уменьшается продуктивность колосьев (Смирнова, 1992). Во всех случаях урожай снижается. Научными исследованиями установлено, что на оптимальных по густоте посевах происходит саморегуляция фитосанитарного состояния, особенно по засоренности и численности внутристеблевых вредителей (Чулкина, То-ропова, Чулкин и др., 2000). С загущением посева масса 1000 зерен снижается. Объясняется это тем, что происходит увеличение числа продуктивных стеблей на единицу площади, т.е. развитие другого важного элемента структуры урожая, обеспечиваю 37 щего в конечном счете увеличение сбора зерна с единицы площади (Толкачева, 1964; Конов, 1972; Иванова, 1974; Каюмов, 1980). По данным А.И. Носатовского (1965), Е.М. Моисеева (1975), П.П. Овчинникова (1972), А.И. Бараева (1975), Т.Г. Ксензовой (1989), Р.И. Смирно # вой (1989), В.А. Чулкиной, Е.Ю. Тороповой и др. (2000), Gienapp, Makowski (1994), посев яровой пшеницы необходимо проводить рано, как только возможно, чтобы обеспечить достаточно длинное развитие и более полное использование запасов осенне-зимней влаги. Исследователи убедительно показывают, что для растений длинного дня ранний посев задерживает переход в генеративную фазу развития, что положительно влияет на густоту продук тивного стеблестоя и на урожай.
По многолетним данным Бийской опытно-селекционной станции, самый высокий урожай яровой пшеницы получают при посеве календарно не позже первой декады мая (Чужина, Чулкин, 1995). Аналогичная закономер ность отмечена и в северной лесостепи Приобья, где высокий урожай обес печивают ранние сроки в первой половине мая как без внесения удобрений, так и на удобренном фоне. В последние годы (1991-1998) развиты представления о достоинствах ранних сроков посева яровой пшеницы (Чулкина, То-ропова, Чулкин и др., 2000). По данным этих исследователей, ранние сроки посева при физической спелости почвы в сочетании с протравливанием семян системными препаратами нового поколения против возбудителей болезней, повышенной на 10-15% нормой высева, а также оптимальной глубиной посева обеспечивают повышение озерненности колоса на 25-40%. Поздние посевы попадают в условия высоких температур длинного дня, в результате чего реализация этого элемента структуры урожая резко сокращается.
Такого же мнения придерживаются и многие другие ученые. Р.И. Смирнова (1992) и Р.И. Белкина (2000) оптимальными сроками посева в Западной Сибири при интенсивных технологиях возделывания яровой пшеницы считают 15-17 мая. В противном случае созревание посевов затягивается, и они часто попадают под снег. Ранние сроки посева способствуют более крупному формированию зерна (Ермолов, Червякова, 1970). Однако в усло виях степного Казахстана в отдельные годы некоторая задержка обеспечива ет получение более крупного зерна, поскольку период формирования колоса совпадает с периодом дождей (Бельденко, 1975).
Продолжительность вегетационного периода и ее влияние наурожай
Период посев-восковая спелость у среднеспелого сорта Иртышанка 10 по сравнению с раннеспелым сортом Тулунская 12 был длиннее во все годы исследования. В зависимости от условий года и сроков посева разница составляла на Мариинском ГСУ от 3 до 10 дней, на Яшкинском от 3 до 20 дней, Ленинском от 2 до 6 дней, Прокопьевском от 2 до 7 дней (табл. 14). В таблице 13 показана изменчивость вегетационного периода у яровой пшеницы.
Она сильно варьирует по годам и по сортоучасткам. На Мариинском и Яшкинском, Ленинском и Прокопьевском ГСУ у сортов Тулунская 12 и Иртышанка 10 составляло соответственно: от 63 до 103 дней, от 67 до 97 дней. В хозяйственных посевах в лесостепной зоне - от 61 до 86, в степной -от 57 до 82 дней.
В среднем продолжительность вегетации в условиях производства составила в лесостепной зоне - 73 (V = 11%) дня, а в степной - 71 (V = 53,5%) день. На сортоучастках продолжительность вегетационного периода у пшеницы сортов Тулунская 12 и Иртышанка 10 в среднем составляла 73 (V = 9%); 74 (V = 9,4%); 79 (V = 4,8%); 78 (V = 8,2%) и 80 (V = 7,9%); 82 (V = 12,85); 83 (V = 9,3%); 83 (V =8,1%) дней соответственно. На рисунке 15, 16 показана длина вегетационного периода в связи с ходом важнейших метеорологических элементов в степной и лесостепной зонах. Установлено, что общая продолжительность вегетационного периода у пшеницы в условиях Кемеровской области изменяется по природным зонам в зависимости от сорта. У раннеспелого сорта Тулунская 12 вегетационный период на 4-8 дней короче, против среднеспелого сорта Иртышанка 10 (табл. 13, 14).
Максимальная продолжительность вегетационного периода 103 дня наблюдалась у среднепозднего сорта Иртышанка 10 на Яшкинском ГСУ. В производственных посевах в этой зоне наибольшая продолжительность периода была 86 дней, а в степной за счет более высокой средней температуры воздуха и недостаточной влагообеспеченности в отдельные годы он сокращался до 63 и 61 дней соответственно. Ко времени восковой спелости накапливается сумма среднесуточных температур воздуха от посева до даты наступления восковой спелости от 1340 до 1650 (приложение 15-18).
По годам продолжительность межфазных периодов и в целом вегетационного периода у пшеницы варьирует как на сортоучастках, так и в производстве. В условиях лесостепи и степи (производство) у пшеницы период посев-всходы варьирует в пределах 27,71-43,14%, всходы-кущение 38,13-59,34%, кущение-колошение 11,30-23,93%, колошение-восковая спелость 10,84-16,71%. В большей степени по природным зонам варьирует общая продолжительность вегетационного периода всходы-восковая спелость от 11,01% (лесостепь) до 53,52% (степь). Выявлена существенная криволинейная корреляционная зависимость продолжительности периода всходы-восковая спелость от суммы осадков и среднесуточной температуры воздуха. В лесостепи коэффициент криволинейной корреляции составлял соответственно: г) = 0,62 и г= 0,95, а в степи г = 0,66 и т = 0,73 (приложение 23, 24). Анализ влияния погодных условий на продолжительность вегетационного периода пшеницы позволяет утверждать, что процесс формирования урожая в лесостепной зоне проходит в более благоприятных условиях, чем в степной (рис. 15, 16). По результатам наших исследований на продолжительность межфазных периодов и в целом на весь вегетационный период решающее влияние оказывают погодные факторы. Средняя температура воздуха в первый период посев-всходы повышается от степной зоны к лесостепной. Выявлены некоторые различия по среднесуточной температуре воздуха. Средняя температура в степной зоне в этот период колеблется от +9,3С до +16,0С, в лесостепной от +9,9С до + 19,9С. Разница между крайними зонами 4С. В среднем за 1989-1999 годы сумма средних суточных температур на Мариинском ГСУ, Яшкинском, Ленинском и Прокопьевском за этот период для раннеспелого сорта Тулунская 12 равна 117, 110, 130, и 140С соответственно. Средняя температура периода всходы-кущение также колеблется в больших пределах. В степной среднесуточная температура воздуха составляла 10,6-19,3С; в лесостепной - 10,2-18,0С. Разница между зонами составила 1,3С. В среднем сумма средних суточных температур на госсортоучастках составляла от 161 до 200С Характер средней температуры третьего укрупненного периода кущение-колошение заметно изменяется в зональном разрезе. В степной зоне среднесуточная температура в этот период колебалась по годам от 15,3С до 21,6С, в лесостепной от 14,5С до 20,0С. Разница между зонами 1,6С. Сумма активных температур за период колебалась от 400 до 600С. Четвертый период колошение-восковая спелость проходит в степной зоне при среднесуточной температуре воздуха 17,4-20,1 С, тогда как в лесостепной 16,4-20,9С. Разница между зонами составляет 1С. В этот период средняя температура самая высокая, как в степной, так и в лесостепной зонах. В лесостепи период вегетации колошение-восковая спелость смещается в большей степени на август месяц, когда идет заметное снижение среднесуточных температур и повышается количество осадков, что приводит к ухудшению качества зерна. Сумма активных температур за период в среднем накапливается в зависимости от зоны и года от 600 до 700С. Средняя температура воздуха периода всходы-восковая спелость в природных зонах степной и лесостепной лежит в пределах 15,5-17С, в отдельные годы повышается до 19,4С. Сумма активных температур за период вегетации в среднем варьировала от 1360 до 1640С.
Урожайность яровой пшеницы в зависимости от предшественников
Влияние предшественников на урожай и качество зерна пшеницы изучали многие исследователи (Буткевич, 1959; Шумакова, 1960; Вигоров, 1960; Самсонов и др., 1963; Суднов, 1965; Остапенко, 1973; Кольцова, 1974; Кода-нев, 1976). Действие предшественника на растение пшеницы зависит в основном от того, какое влияние он оказывает на азотный баланс почвы, а также на ее водный режим.
Г.П. Гамзиков (1998) отмечает, что в паровом поле накопление продуктивной влаги и нитратного азота в 2,5 и 3 раза выше, чем в почве после зерновых культур. Даже после зернобобовых культур и однолетних трав содержание влаги и минерального азота в 1,2-1,5 раза ниже, чем по пару. Аналогичное заключение относительно нитратного азота сделано и В.И. Овсянниковым (2000).
Для получения высоких урожаев и качества зерна яровую пшеницу следует размещать по хорошим предшественникам, таким как чистый пар, удобренные пропашные, удобренный занятый пар, своевременно распаханные многолетние травы, зернобобовые (Шамсутдинова, 1976; Метелев, Та-лышев, 1977; Киселев, 1978; Хохлов и др., 1989).
М.И. Коданев (1981) считает, что в засушливых условиях зернобобовая культура горох также активно потребляет азот, как другие зерновые культуры и становится менее значимым предшественником для формирования высококачественного зерна пшеницы.
Р.И. Смирнова и др. (1992) считают, что урожайность зерна яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири изменяется по предшественникам в разные годы от 0,76 до 3,28 т/га. При посеве по пару урожайность зерна на 0,2-0,5 т/га выше, чем по кукурузе, и на 0,4-0,7 т/га выше, чем по пшенице. Влажность почвы в поле парового предшественника зависит от хода метеорологических элементов, биологических особенностей выращиваемых « культур, периода их размещения и применяемой обработки почвы. Преимущество пара, как предшественника, очень существенно. В паро Ьі вом поле накапливается большое количество влаги в почве, как к моменту посева, так и в период вегетации, благодаря чему всходы появляются на несколько дней раньше. А полная спелость наступает позднее, все это сказывается на урожайности и на темпах накопления белка в зерновке (Коданев, 1976). В.А. Стенникова (1972) утверждает, что к началу посева ранних зерновых культур пары дополнительно накапливают в лесостепи юго-востока Западной Сибири около 30 мм влаги. За счет этого обусловливается устойчивая прибавка урожая пшеницы до 4 ц/га. ш Влияние различных предшественников на урожайность яровой пшени цы была изучена в условиях Кемеровской области Государственной комиссией по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. По результатам изучения, в среднем за период 1978-1980 гг. максимальная урожайность пшеницы сортов: Скала - 2,75 т/га, Стрела - 2,79 т/га, Иртышанка 10-3,15 т/га, в опытах на Ленинском ГСУ была при посеве по сидеральному пару, Мариинском ГСУ (Скала - 2,06, Иртышанка 10 - 2,77 т/га) - по картофелю, Стрела (2,73 т/га) - по однолетним травам; по кукурузе урожайность была ниже на Ленинском ГСУ у сорта Скала - на 0,49 т/га, Стрела - на 0,58 т/га, Иртышанка 10 - на 0,03 т/га, - чем при посеве по сидеральному пару (табл. 41). В качестве сидерата использовали донник. Минимальная урожайность за годы исследований была на Ленинском ГСУ при посеве пшеницы по чистому пару и составила по сортам Скала, Стрела, Иртышанка 10 соответственно: 1,44 т/га; 1,84 и 2,06 т/га. Урожайность по сидеральному пару была выше у всех сортов пшеницы на 1,31, 0,95 и 1,09 т/га, чем по чистому пару. На Мариинском ГСУ чистый пар, как предшественник также не имел преимущества. Урожайность пшеницы сорта Скала, посеянной по чистому пару и по картофелю была одинаковой и составила 2,1 т/га, по однолетним травам ниже на 0,2 т/га. Однако самый высокий урожай получен у сорта Стрела по однолетним травам (2,7 т/га); у сорта Иртышанка 10 - по картофелю (2,8 т/га). В опытах, проведенных за период 1974-1978 гг. на Прокопьевском госсортоучастке, было отмечено, что урожайность пшеницы в разные годы также сильно изменяется по предшественникам (табл. 42). В степной зоне, на Прокопьевском ГСУ, в зернопаропропашном севообороте в среднем за четыре года (1974-1977 гг.) у пшеницы сорта Саратовская 29 в засушливую первую половину вегетации (1976, 1977 гг.) при посеве по пару урожайность была самой высокой и составила 2,04-2,22 т/га. У пшеницы сорта Скала в 1976 г. по пару, урожайность была ниже на 0,92 т/га, а в 1977 г. - на 0,36 т/га, чем у сорта Саратовская 29. У сорта Стрела, посеянному по пару, урожайность в 1977 году была ниже, чем у сорта Саратовская 29 на 0,96 т/га. По предшественнику кукуруза у сорта Стрела в 1977 г. (засушливый) был получен самый низкий урожай - 0,58 т/га. Урожай зерна у всех сортов пшеницы в нормально увлажненные годы (1974, 1975 и 1978) был выше по кукурузе, чем по паровому предшественнику. На черноземах выщелоченных (Ленинский и Прокопьевский ГСУ), куку руза является хорошим предшественником для пшеницы. Ее разветвленная корневая система усиливает азотфиксацию микроорганизмами, стимулирует распад и синтез веществ в почве. По результатам наших исследований отмечается, что картофель так же является хорошим предшественником под яровую пшеницу. Объясняется это тем, что его корневая система проникает на глубину до 50 см и слабо высушивает подпахотный слой почвы. Наибольшую прибавку урожая яровой пшеницы на Ленинском ГСУ получали при запашке зеленной массы донника первого укоса (сидералъный пар). В пожнивных остатках и корнях донника накапливается до 160 кг/га азота. По данным опытов М.К. Пантюхова (1969) в НИИСХ Северного Зауралья сидеральные растения, запаханные в почву, способствуют снижению плотности пахотного слоя на 0,09-0,10 г/см3, увеличению содержанию структурных агрегатов на 6,8-6,9, а водопрочных - на 0,846%.
Однолетние травы (вико-овсянная смесь) рано скашивают и освобождают поле для обработки. В результате этого накапливается много влаги и питательных веществ. Их также можно использовать как предшественник под яровую пшеницу.
При сопоставлении средних данных по годам, выявлено существенное влияние на урожай погодных условий. В зависимости от года урожайность у всех сортов пшеницы по предшественникам чистый пар и кукуруза сильно варьировала. Колебания по предшественникам чистый пар составили от 1,08 т/га до 4,40 т/га, по кукурузе - от 1,0 3 до 4,29 т/га. Реакция сорта на предшественники менее существенна. Таким образом, урожайность больше зависела от года, чем от предшественника. В среднем за 1974-1978 гг. урожайность за исследуемый период у изучаемых сортов была практически одинаковой и составляла по чистому пару 2,9-3,5 т/га, по кукурузе 3,1-3,7 т/га.
Физико-химические и технологические свойства зерна новых и перспективных сортов
Государственная комиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур проводит большую работу по оценке технологического качества зерна сортов пшеницы при их сравнительном испытании на сортоучастках. Однако результаты этой оценки публикуются в виде обобщенных данных, по которым трудно выделить действие экологических условий произрастания на качество пшениц. Поэтому нами проведено комплексное изучение техноло гических и хлебопекарных качеств зерна используемых в производстве и перспективных сортов пшеницы в зависимости от почвенно-климатических условий их выращивания на четырех сортоучастках Кемеровской области (табл. 68).
Природно-климатические условия возделывания определенного сорта должны наиболее полно соответствовать реализации его возможностей, заложенных в генотипе, и на этом фоне давать зерно с высокими физико-химическими и хлебопекарными качествами. По результатам исследований С.С. Синицына (1995), главным источником резкой средовой изменчивости признаков технологических свойств зерна пшеницы являются неустойчивые погодные условия. По мнению автора, засушливость является наиболее не благоприятным фактором для формирования высокой силы муки. Большое влияние оказывают также особенности природных зон.
Сортовая структура той или иной природно-климатической зоны является динамичной и изменяется в связи с появлением новых, более ценных сортов, наиболее отвечающих требованиям производства. В связи с этим в посевах хозяйств и госсортоучастков присутствуют как старые сорта, так и новые. Старые сорта являются стандартами, а из новых сортов заслуживают внимания и внедрения только те, которые не уступают им по показателям качества. Для обследуемых нами новых сортов первой группы спелости (раннеспелых) с вегетационным периодом 68-78 дней в качестве стандарта использовался сорт с равным вегетационным периодом - Тулунская 12. Из этой группы спелости нами изучены сорта Фора, Ирень, Омская 26, Ирменка 4. Для второй группы спелости (среднеспелые), с вегетационным периодом 80-90 дней - Лада, Златозара, Омская 29, Ишеевская, Кантегирская 89, Тулеев-ская, Мария и Алешина. Результаты дисперсионного анализа двухфакторного опыта по влиянию природно-климатической зоны расположения сортоучастка и метеоусловий года на разные показатели качества зерна обследуемых сортов пшеницы представлены в приложениях 48-55. Фора. Масса 1000 зерен за годы исследования 1997-2000 гг. в среднем составляла 37,2 г, у сорта стандарта Тулунская 12 - 32,4 г, что на 4,8 г выше. Натура зерна колебалась от 660 на Яшкинском ГСУ (1997 г.) до 810 г/л на Прокопьевском (2000 г.). По содержанию белка зерно пшеницы сорта Фора уступало стандарту. Количество белка в зерне варьировало на сортоучастках по годам исследований от 9,9 до 13,8%, содержание сырой клейковины от 18,3 до 29,6%, показатель качества (ИДК) от 55 до 80 у.е. В целом мука, полученная из зерна пшеницы с Прокопьевского и Ленинского ГСУ, дает более эластичную клейковину, чем с Яшкинского и Мариинского. Важным показателем качества зерна является пробная выпечка хлеба. При оценке качества выпеченного хлеба определили объем формовых хлебцев и дали хлебопекарную оценку по пятибалльной шкале (табл. 68). Пробная выпечка показала, что сорт не формирует хлеб с объемным выходом 1200-1400 мл. В 33% случаях можно получить хлеб с объемным выходом 900-1100 мл, в 67% случаях - с более низким качеством (800 мл) и хлебопекарной оценкой (3,5-4,0 балла). В среднем хлебопекарная оценка составляла 3,7 балла. С хорошими хлебопекарными качествами получается хлеб из зерна пшеницы, выращиваемой в степной зоне, с более низкими - в лесостепной (рис. 36). Объемный выход хлеба в значительной мере зависит от температурных условий, складывающихся в период налива и созревания зерна. Так, в урожае 1997 и 2000 гг., на Яшкинском ГСУ объемный выход хлеба у этого сорта со ставлял 900 и 840 мл, с хлебопекарной оценкой соответственно: 3,8 и 3,6 балла. В эти годы наблюдается снижение содержание белка (9,9-18,3%) и сырой клейковины (13,8-29,6%). Сила муки по альвеографу в среднем составляла 190 е.а., конфигурация альвеограммы (P/L) - 1,4, разжижение теста на фаринографе - 90 е.ф. Проведенные исследования позволяют утверждать, что сорт Фора в условиях лесостепной зоны Кемеровской области не формирует зерно с хорошими физико-химическими свойствами. Из сортов этой группы спелости лучшими были сорт стандарт и Омская 26 (табл. 68). По данным дисперсионного анализа видно, что факторами, лимитирующими признаки качества зерна данного сорта, являются природно-климатические зоны и метеоусловия года, которые оказывают существенное влияние на содержание белка в зерне (F$ F05 = 21,5 по природно-климатической зоне и Рф F05 = 12,0 по метеоусловиям), клейковины, ее ка- чество и соответствующие хлебопекарные свойства (приложение 49). Ирень. Масса 1000 зерен колебалась на Мариинском, Яшкинском, Ле м, нинском и Прокопьевском ГСУ соответственно: от 35,6 до 39,2 г; от 32,9 до 37,7 г; от 35,5 до 38,4 г и от 36,5 до 40,1 г., в среднем по сортоучасткам составила 36,9 г. У сорта стандарта Тулунская 12 масса 1000 зерен ниже на 4,5 г. Натура зерна практически не отличалась от этого показателя у стандарта, сильно варьировала по годам. Изменчивость составила от 643 г/л до 794 г/л.Общая стекловидность составила 60% и изменялась по годам от 50% до 79%. Сорт отличается высоким синтезом белка и сырой клейковины. Их содержание составило соответственно 14,9% и 32,7%. Качество сырой клейковины формировалось во все годы исследования второй группы - удовлетворительно слабая (83 у.е. ИДК). Максимальное накопление белка отмечается ty на Прокопьевском ГСУ (2000 г.) - 19,1%; низкое - на Яшкинском в 1997 г. (11,4%).
