Введение к работе
Актуальность. Алтайский край является крупнейшим производителем сельскохозяйственной продукции в Западно – Сибирском регионе. В структуре растениеводства ведущая роль принадлежит зерновому хозяйству.
По объемам производства зерна край входит в первую пятёрку регионов страны, а зерновое поле Алтая самое большое в России. Из общего количества производимого в регионе зерна на долю края приходится более 40%.
В то же время производство зерна крайне не стабильно как по годам, так и по зонам возделывания, что в значительной степени обусловлено неблагоприятными агрометеорологическими условиями. Климат Алтайского края характеризуется крайне неравномерным выпадением осадков и резкими перепадами температур, особенно в зоне засушливой степи, где основным лимитирующем фактором урожайности полевых культур является недостаточная влагообеспеченность (Агроклиматические ресурсы….., 1971).
В современных экономических условиях при ограниченном использовании минеральных удобрений и других средств химизации основным резервом для получения высоких урожаев зерна является наиболее полная реализация потенциала продуктивности районированных сортов пшениц (Цильке Р.А., 1983; Гончаров П.Л., 1993, 2000; Кравцов С. А., 2001). Только за счёт введения нового сорта можно повысить урожайность на 50 – 70 % (Жученко, 1996, 1999; Макаров, Ермоленко, 2000).
Правильно выбранные сорта определяют возможности более полного использования природных факторов, влияющих на величину и качество урожая яровой пшеницы, повышают эффективность использования технических средств и невосполнимых источников энергии (Литун П.П., Шевченко М. В., Суббота Г.М., 1982).
Однако разнообразие природных условий, в том числе и на уровне хозяйства, вступают в некоторое противоречие с зональными принципами районирования сортов. При таком подходе возможности некоторых сортов яровой пшеницы полностью не реализуются. В связи с этим при подборе сортов в каждой почвенно – климатической зоне необходимо учитывать возможности сорта приспосабливаться к конкретным условиям и отбирать такие сорта, которые обладают стабильно высокой урожайностью в изменяющихся условиях среды.
Актуальным является изучение сортовых реакций растений пшеницы в конкретных условиях года, что возможно лишь при систематическом контроле за их ростом и развитием в онтогенезе во взаимосвязи с почвенными и гидротермическими условиями. Современная диагностика состояния посевов позволит установить оптимальные условия для эффективного формирования урожайности.
Цель исследований – изучить особенности формирования урожайности, налива и качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости в зависимости от метеорологических условий умеренно – засушливой колочной степи Алтайского края.
Задачи исследований:
Изучить особенности роста, развития и формирования урожайности пшеницы в онтогенезе в зависимости от метеорологических условий.
Выявить определяющие элементы продуктивности яровой пшеницы на этапах органогенеза, установить зависимость между ними и степень их изменчивости.
Изучить влияние основных элементов продуктивности на потенциальные возможности разных сортов пшеницы.
Дать оценку фотосинтетической деятельности изучаемых сортов яровой пшеницы.
Изучить особенности налива и формирования качества зерна сортов яровой пшеницы.
Дать экономическую оценку возделывания сортов яровой мягкой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края.
Научная новизна. Формирование элементов продуктивности сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости осуществляется на III - V этапах органогенеза и зависит от агроклиматических факторов. В засушливых условиях сокращается количество закладываемых колосков и цветков в конусе нарастания. Редукция элементов продуктивности колоса происходит преимущественно на VIII – IX этапах органогенеза, особенно в условиях повышенных температур. Компенсация потери элементов продуктивности происходит за счёт увеличения фотосинтетической деятельности листового аппарата, массы 1000 зёрен и натуры зерна. Определена сортовая специфичность реакции яровой мягкой пшеницы на агроклиматические условия. Выявлены наиболее адаптированные к условиям зоны сорта: среднеранний – Омская 36, среднеспелый - Алтайская 325, среднепоздние – Омская 28 и Алтайская 105.
Положения, выносимые на защиту:
1. Интенсивность ростовых процессов, сроки и темпы прохождения этапов органогенеза растений пшеницы, формирование элементов продуктивности и их сохранность в условиях колочной степи Алтайского края.
2. Реализация потенциальной продуктивности сортов яровой пшеницы определяется сохранностью элементов структуры урожая в критические периоды развития растений.
Практическая значимость. Исследование прохождения фаз налива зерна яровой пшеницы, имеет большое практическое значение для установления оптимальных сроков уборки и повышения посевных и технологических качеств зерна. Результаты исследований могут быть использованы при чтении курсов лекций по физиологии растений, растениеводству и селекции в аграрных вузах, в селекционной работе по созданию сортов яровой пшеницы для районирования в конкретных почвенно – климатических зонах.
Апробация работы. Материалы исследований доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Алтайского ГАУ (г. Барнаул, 2009, 2010 гг.), на Всероссийской научно – практической конференции
«Перспективы развития агропромышленного комплекса России» (Москва 2008 г.), на научно – практической конференции « Молодые учёные – сельскому хозяйству Алтая» (Барнаул, 2009), на международной научно – практической конференции « Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск 2010), на международной научно – практической конференции « Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2010, 2012 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе одна работа в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка, приложений. Работа изложена на 179 страницах, содержит 41 таблицу, 12 рисунков, 12 приложений. Библиографический список включает 199 источников, в том числе 10 на иностранных языках.
Исследования проводились в 2005 – 2008 годах на опытном поле учебного хозяйства Алтайского ГАУ «Пригородное», расположенного в зоне умеренно - засушливой колочной степи Алтайского края.
Почва опытного участка – чернозём выщелоченный среднесуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое составляет (по Тюрину) - 5,3 %, подвижного фосфора (по Чирикову) – 21,3 мг/100г, обменного калия (по Чирикову) – 20,5 мг/100г, рН солевой вытяжки – 6,3. Почвы недостаточно обеспечены нитратным азотом – 7-10 мг/100г почвы. По физическим и химическим свойствам типичны для Приобской зоны.
Метеорологические условия 2005 – 2008 гг. отражают особенности континентального климата района с неустойчивым увлажнением в период вегетации и резкими колебаниями температуры (рис 1).
Рис.1 Погодные условия (по данным Барнаульской гидрометеостанции) и запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-20см, 0-50см за период 2005-2008 гг.
Годы исследований значительно различались по гидротермическим условиям. 2005 и 2008 гг. характеризуются как недостаточно увлажнённые (ГТК–1,02 и 0,98), 2006 г. слабо увлажнённый (ГТК–0,81) и 2007 засушливый (ГТК–0,79). Условия для благоприятного развития пшеницы сложились в 2007 году, так как большая часть осадков пришлась на период всходы - выход в трубку (ГТК мая–1,43, ГТК июня–1,37), что способствовало хорошему развитию растений пшеницы.
Объектами исследований служили девять сортов яровой пшеницы, которые различались по срокам спелости: среднеранние - Алтайская-98, Омская-36, Новосибирская-15; среднеспелые - Алтайская-100, Зебра, Алтайская-325; среднепоздние - Алтайский простор, Омская-28, Алтайская-105.
Посев проводили вручную под маркёр ежегодно во второй декаде мая. Норма высева – 5 млн. всхожих семян на 1 га. Площадь одной делянки 5м2, повторность четырёхкратная, расположение делянок рендомизированное.
В течение вегетационного периода проводили наблюдения за ростом и развитием растений по общепринятым методикам: Ф.М. Куперман и др., 1970; А.А. Ничипоровича и др., 1961; А.А. Ничипоровича, 1956; Госсортиспытания полевых культур, 1970; количество листьев и их площадь определяли по методу В.В. Аникеева и Ф.Ф. Кутузова,1961; КПД фотосинтеза по методике Х.Г. Тооминга, 1977 и М.К. Каюмова, 1989. Налив зерна определяли по методу Н.Н.Кулешова, 1951; содержание белка, клейковины и натуру зерна - на приборе ИК– анализаторе.
Статистическая обработка экспериментальных данных проведена с помощью дисперсионного и корреляционного методов анализа по Б.А. Доспехову (1985). Экономическую эффективность рассчитывали в соответствии с методическими рекомендациями (Методика определения экономической эффективности…, 1996, 1998).
