Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние изученности вопроса 7
1.1 Народнохозяйственное значение и биолого-экологические особенности яровой мягкой пшеницы .7
1.2 Комплексные микроэлементные удобрения, бактериальные препараты и регуляторы роста в технологии возделывания сельскохозяйственных культур .17
2 Условия и методика проведения исследований .44
2.1 Почвенно-климатические ресурсы района проведения исследований .44
2.2 Агрометеорологическая характеристика вегетационных периодов .45
2.3 Схема опыта и методика исследований .47
3 Комплексные микроэлементные удобрения и бактериальные препараты в технологии возделывания яровой пшеницы 53
3.1 Формирование агроценоза яровой пшеницы 53
3.2 Фотосинтетическая деятельность агроценозов яровой пшеницы .62
3.3 Урожайность яровой мягкой пшеницы и элементы ее структуры 65
3.4 Технологические свойства зерна яровой пшеницы 71
4 Влияние некорневой подкормки микроэлементными удобрениями на урожайность и качество зерна яровой мягкой пшеницы 79
4.1 Фотосинтетическая деятельность агроценозов яровой мягкой пшеницы сорта Тулайковская 80
4.2 Структура урожая и урожайность зерна яровой мягкой пшеницы сорта Тулайковская 108 83
4.3 Влияние некорневой подкормки микроэлементными удобрениями на технологические свойства зерна яровой пшеницы .86
5 Экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания яровой мягкой пшеницы 90
Заключение 101
Предложения производству 104
Список литературы 105
Приложения 132
- Комплексные микроэлементные удобрения, бактериальные препараты и регуляторы роста в технологии возделывания сельскохозяйственных культур
- Формирование агроценоза яровой пшеницы
- Технологические свойства зерна яровой пшеницы
- Экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания яровой мягкой пшеницы
Введение к работе
Актуальность. Стратегической задачей агропромышленного комплекса является обеспечение продовольственной безопасности страны. Важнейшее значение для ее решения имеет производство в требуемом объеме собственного высококачественного продовольственного и кормового зерна.
В России зерно пшеницы занимает центральное место в продовольственном обеспечении населения.
Среди всего комплекса факторов увеличения урожайности и качества зерна яровой пшеницы важное место занимает сорт.
Получение гарантированных и стабильных по годам урожаев зерна яровой мягкой пшеницы высокого качества с наименьшими затратами средств и трудовых ресурсов возможно при освоении инновационных технологий. Одно из перспективных направлений – использование комплексных удобрений с микроэлементами в хелатной форме, регуляторов роста и бактериальных препаратов, позволяющих в местных природно- климатических условиях формировать высокопродуктивные посевы.
В связи с этим научный и практический интерес представляет оценка сортов яровой мягкой пшеницы и разработка элементов технологии их возделывания с использованием комплексных микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов.
Степень разработанности. В научной литературе приведены публикации по изучению влияния комплексных микроэлементных удобрений, регуляторов роста и бактериальных препаратов на продуктивность сельскохозяйственных культур: Я.В. Пейве (1960, 1961, 1980); Л.М. Доросинский (1965); Б.А. Ягодин (1970, 1981, 2002); Е.Н. Мишустин, В.К. Шильникова (1973); М.Я. Школьник (1974); И.Н. Чумаченко, Т.П. Ковалева (1989); Л.И. Анспок (1978, 1990); Г.С. Посыпа-нов (1993, 1996); А.А. Завалин (2000); Л.Д. Прусакова, Н.Н. Малеванная и др. (2005); М.И. Дулов, А.П. Троц, 2007; А.Х. Шеуджен, Т.Н. Бондарева и др. (2010); О.А. Тимошкин, О.Ю. Тимошкина и др. (2013); О.И. Яхин, А.А. Лубянов и др. (2014); Е.В. Головина, В.И. Зотиков и др. (2015); В.В. Вакуленко (2015); А.Н. Кшникаткина (2014, 2015, 2017, 2018); О.А. Тимошкин, О.Ю. Тимошкина (2016); Т.Ф. Персикова, М.Л. Радкевич (2017); Н.Н. Лазарев, А.М. Стародубцева (2018); П.Г. Аленин, С.А. Кшникаткин (2018).
Цель исследований. Цель исследований – разработка энергосберегающих, малозатратных агроприемов адаптивной технологии возделывания яровой мягкой пшеницы, обеспечивающих высокую урожайность и качество зерна.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
изучить особенности роста и развития сортов яровой мягкой пшеницы при предпосевной обработке семян и некорневой подкормке микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами;
изучить формирование фотосинтетической деятельности агроценозов сортов яровой пшеницы;
определить влияние микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов на формирование элементов структуры, урожайность, технологические свойства зерна яровой мягкой пшеницы;
- дать экономическую и энергетическую оценку эффективности приемов
возделывания яровой мягкой пшеницы.
Научная новизна. С учетом агроклиматических условий региона установлены закономерности роста, развития, формирования фотосинтетической деятельности, урожайности и технологических свойств зерна сортов яровой мягкой пшеницы при использовании комплексных микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов для предпосевной обработки семян и некорневой подкормки растений. Определены рациональные способы и сроки применения микроэлементных удобрений и биопрепаратов. Дана экономическая и энергетическая эффективность применения микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов в технологии возделывания яровой мягкой пшеницы.
Практическая значимость результатов исследований. Сельскохозяйственному производству предложены энергосберегающие малозатратные агро-приемы адаптивной технологии возделывания яровой мягкой пшеницы, повышающие устойчивость растений яровой пшеницы к неблагоприятным условиям и обеспечивающие формирование высокопродуктивных экономически эффективных посевов, дающих зерно хорошего качества. Внедрение в практику разработанных элементов технологии позволит увеличить продуктивность перспективных сортов яровой мягкой пшеницы на 18,0-21,0 % при хорошем качестве зерна.
Методология и методы исследований. Методология исследований основана на анализе научной литературы по изучаемой проблеме отечественных и зарубежных авторов, постановке цели, задач и составлении программы исследований. Методы исследований: полевые опыты, наблюдения, лабораторные анализы, дисперсионная, математическая обработка результатов опытов.
Основные положения, выносимые на защиту:
- закономерности роста, развития и фотосинтетической деятельности сор
тов яровой мягкой пшеницы в зависимости от приемов возделывания;
- формирование элементов структуры, урожайности и технологических
свойств зерна яровой пшеницы при использовании микроэлементных удобре
ний и бактериальных препаратов для обработки семян и некорневой подкормки;
- экономическая и энергетическая оценка применения микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов в технологии возделывания яровой мягкой пшеницы.
Степень достоверности. Достоверность полученных результатов подтверждается многолетним периодом исследований, использованием общепринятых методик и ГОСТов, применяемых в земледелии и растениеводстве, методов математической обработки данных, публикацией основных результатов в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации, апробацией материалов на конференциях.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на кафедре переработки сельскохозяйственной продукции Пензенского ГАУ (2015-2017 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России» (Пенза,2017); VI Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, 2018); V Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, 2017); Международной научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России» (Пенза,2018); Международной научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2016); VI Международной научно-практической конференции: «Актуальные проблемы науки и образования в области естественных и сельскохозяйственных наук» (Казахстан, 2018).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных статьях, в том числе 2 в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах компьютерного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения и рекомендаций производству, содержит 27 таблиц, 31 приложение. Список литературы включает 235 источников, в том числе 8 иностранных авторов.
Комплексные микроэлементные удобрения, бактериальные препараты и регуляторы роста в технологии возделывания сельскохозяйственных культур
Применение регуляторов роста растений становится важнейшим элементом энергосберегающих технологий выращивания сельскохозяйственных культур.
Многие исследователи заключают, что существенным резервом увеличения урожайности сельскохозяйственных культур является применение микроэлементов, которые входят в состав важнейших физиологически активных веществ. Они повышают ферментативную активность растений, улучшают поглощение ими элементов питания, способствуют усилению активности фотосинтеза и ассимилирующей деятельности всего растения. Под влиянием микроэлементов в растениях увеличивается содержание белков, углеводов, аминокислот и других важных веществ, они становятся более устойчивыми к неблагоприятным условиям внешней среды, к поражению вредителями и болезнями. Все это оказывает положительное влияние на уровень урожайности и способствует повышению качества продукции, повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным условиям внешней среды. Недостаточное содержание подвижных форм микроэлементов в почве часто является фактором, лимитирующем эти показатели (М. Я. Школьник, 1950, 1974; И. К. Дагис, 1956; Я. В. Пейве, 1960, 1980; Ф.Л. Калинин, Ю.Г. Мережский, 1965; Л.И. Анспок, 1978, 1990; А.И. Меркис, 1982; Л.Д. Никкел, 1984; З.П. Гнатенко, 1984; В.С. Шевелуха, В.М. Ковалев, Л.Г. Груздев, 1985; Г.С. Муромцев, Д.И. Чкагиков, О.Н. Кулаева и др., 1987; М. И. Кудашкин, 1989; К.А. Касаева, В.М. Ковалев, 1989; А.Ф. Дулин, Т.А. Степанова, Н.В. Матющенко, 2002; В.М. Лукомец, 2006; И. Р. Вильдфлуш и др., 2007; А.Х. Шеуджен, Т.Н. Бондарева и др. (2010); О.А. Тимошкин, О.Ю. Тимошкина и др. (2010, 2013); О.И. Яхин, А.А. Лубянова и др. (2014); Е.В. Головина, В.И. Зотиков и др. (2015); В.В. Вакуленко (2015); В.Л. Пую (2015); А.Н. Кшни-каткина (2015, 2017, 2018); Т.Ф. Персикова, М.Л. Радкевич (2017); Б. Марьям, Т.С. Астарханова и др. (2017), А.А. Лаврентьева (2017); Н.Н. Лазарева, А.М. Стародубцева (2018); П.Г. Аленин, С.А. Кшникаткин (2018).
В.М. Пахомова (2007) также утверждает, что биологическая активность металлов микроэлементов и их участие в важнейших метаболических реакциях клеток во многом зависит от их способности образовывать циклические хелат-ные структуры. Хелаты микроэлементов имеют преимущества для некорневой подкормки, т.к. их молекулы целиком попадают в лист, а не накапливаются с сопутствующими ионами на поверхности листа. Эффективность действия хе-латных соединений на растения связана с их малой токсичностью, продлением действия, меньшим адсорбированием их почвой по сравнению с неорганическими солями, в результате чего они длительное время способны поглощаться растениями.
Физиологический эффект действия регуляторов роста зависит от химической природы препарата, его концентрации, фазы развития растений, экологических факторов (Ф.Ф. Мацков, 1957; В.И. Кефеле, 1978).
Применение микроэлементов технологически несложно и не требует больших затрат. Помимо непосредственного внесения в почву, необходимо как можно шире использовать их для обработки семян перед посевом, совмещая эту операцию с протравливанием инсектофунгицидами. Данный прием позволяет обеспечивать получение дополнительного урожая до 10-12%, а так же повышения качества продукции (И. Н. Чумаченко, Т. П. Ковалева, 1989).
Эффективность микроудобрений для предпосевного смачивания семян растений наблюдается, как при низком дефиците солей микроэлементов в почве, так и при среднем и даже высоком содержании (М.И. Кудашкин, В.С. Альчин, 1991).
В.С. Шевелуха (1985) отмечает, что применение регуляторов роста экономически выгодно, так как применяются в чрезвычайно низких дозах на уровне граммов или миллиграммов действующего вещества на гектар. Такая высокая биологическая эффективность обусловлена тем, что фиторегуляторы действуют как гормональные вещества, обладают широкой зоной биологического действия. При этом регуляторы роста малотоксичные соединения.
О значительной экономической выгоде использования микроудобрительных средств свидетельствуют многочисленные вегетационные и полевые исследования, проведенные в различных регионах РФ (Б.П. Михайличенко, 1995).
При недостатке бора у злаковых растений слабо развиваются корневая и проводящая системы, нарушаются процессы формирования листьев и колосьев, задерживается выход в трубку. Применение бора способствует повышению массы 1000 семян и из количества. Бор улучшает углеводный обмен, влияет на белковый, нуклеиновый обмен. При его недостатке нарушается синтез; превращение и передвижение углеводов, формирование репродуктивных органов, оплодотворение и плодоношение, а значит, ухудшается и качество.
Кремний – второй по распространенности элемент в земной коре, обладает уникальной способностью образовывать как инертные, так и биологически активные формы соединений. Одно из наиболее активных форм кремния является многокремниевая кислота. Кремний оказывает существенное влияние на рост и развитие растений, повышает урожайность и улучшает качество продукции. При этом положительный эффект кремния особенно заметен у растений в стрессовых условиях. Кремний предает растениям механическую прочность, укрепляет стенки клеток, обеспечивая жесткость различных органов растения (В.В. Матыченков, 2008).
Марганец и молибден, как правило, в больших количествах содержатся в листьях, регулируя процессы фотосинтеза и дыхания, а также углеводный и белковый обмены, входят в состав и активируют ферменты. Зерновые культуры очень отзывчивы на дополнительное обеспечение марганцем. Молибден влияет на биосинтез нуклеиновых кислот, синтез хлорофилла, пигментов, витаминов, стимулирует фиксацию азота воздуха. Молибден способствует синтезу белков и лучшему использованию растениями азота, а также фосфора (М. Я. Школьник, 1950). Молибден повышает эффективность минеральных удобрений и способствует лучшему усвоению калия из почвы (Г. Д. Харьков, 1989). Молибден и медь увеличивают накопление азота, фосфора, калия, молибдена и меди в растениях (А. В. Петербургский, 1975).
Молибден также играет важную роль в повышении интенсивности фотосинтеза (Е.И. Ратнер, 1959, 1965; И.А. Чернавина, 1970; В.А. Исайчев, 2000; M. Ingold, 1983; M.Z. Xia, F. Q. Xiong, 1991).
И. А. Буркин (1968) предлагает использовать молибден для внекорневой подкормки и для замачивания семян.
Цинк, бор, кобальт, медь при достаточной обеспеченности этими элементами накапливаются как в вегетативных, так и в генеративных органах (Б. А. Ягодин, Ю. П. Жуков, В. И. Кобзаренко, 2002).
Медь входит в состав ферментных систем, увеличивает прочность хлорофилл-белкового комплекса; уменьшает разрушение хлорофилла, повышает устойчивость растений к полеганию, увеличивая тем самым урожай и его качество. Цинк регулирует белковый, липоидный, углеводный, фосфорный обмен и биосинтез витаминов и ростовых веществ - ауксинов.
Кобальт влияет на процесс оплодотворения, повышает устойчивость растений к некоторым болезням.
Железо регулирует фотосинтез, дыхание, белковый обмен и биосинтез ростовых веществ – ауксинов (М.Ф. Амиров, 2007).
Все биохимические реакции синтеза, распада и обмена органических веществ протекают при участии ферментов, многие из которых активизируются микроэлементами. Например, медь активирует полифенолоксидазу, ас-корбиноксидазу, липазу, альдолазу (И. А. Чернавина, 1970; Г. Эйхгорн, 1978; Б. А. Ягодин, 1985); цинк – энолазу, карбоангидразу, пирофосфотазу, леци-гиназу; марганец – фосфомоноэстеразу, карбоксилазу, аденозинтрифосфата-зу, аргиназу, пептидазу, эполазу (Л. К. Островская, 1959; Г. Я. Жизневская, 1986); молибден – нитратредуктазу, гидрогеназу, ксантиноксидазу; железо – каталазу, пероксидазу, цитохромы, цитохромоксидазу, нитратредуктазу, ксантиноксидазу (J. Erkama, J. Haggeman, O. Wahlroos, 1955; C. L. Carner, M. R. Hyde, F. E. Maads, V. J. Rooutledge, 1984); магний – различные эстеразы, дезоксирибоноклеазу, лейцилпептидазу, гексокиназу, фосфоглюкомутазу и другие ферменты переноса (Я. В. Пейве, 1960, М. Я. Школьник, 1974; П. А. Власюк, 1976). Найдены и иные протеиновые комплексы, содержащие никель, кобальт и другие микроэлементы, участвующие в построении ферментативных систем (М. Я. Школьник, 1974; E. I. Hewitt, E. W. Jons, 1974).
Особое распространение получили хелатные микроудобрения. Получают их путем соединения молекул органических кислот (хелантов) с катионами металлов (микроэлементов) в легкоусвояемой форме. Эти высокопрочные комплексные соединения растворимы в воде, полностью усваиваются растениями, нетоксичны. Например, растворенные неорганические соли (меди - медный купорос; бора – борная кислота) усваиваются растениями на 25-30%, в то же время хелаты этих элементов усваиваются на 95-98%.
Формирование агроценоза яровой пшеницы
В.М. Ковалёв (1997) заключает, что уровень урожая на 50% зависит от плотности продуктивного травостоя, на 25% от числа зёрен в колосе и на 25% от массы 1000 зёрен.
В.В. Писарев (1964) также утверждает, что продуктивность агроценоза обеспечивается полнотой всходов, плотностью продуктивного стеблестоя и выживаемостью растений.
Для получения высоких урожаев зерновых культур основным условием формирования высокопродуктивного агрофитоценоза является создание оптимальной густоты стояния растений. Густота продуктивного стеблестоя в основном определяется показателями полевой всхожести и сохранности растений в фазу полной спелости.
Полнота всходов – показатель, величина которого зависит от обеспеченности растений влагой и температуры посевного слоя почвы. Эти факторы в первую очередь влияют на продолжительность периода посев-всходы.
Многие исследователи утверждают, что для получения здоровых, жизнеспособных всходов, закладывающих основу будущего урожая, эффективным способом является метод предпосевной обработки семян ростовыми веществами и микроэлементами. Данные препараты способствуют улучшению посевных качеств, получению экологически безопасной продукции, легко вписываются в технологию возделывания культуры, способствуют увеличению энергетической эффективности и экономически выгодны особенно при выращивании культуры в условиях недостатка тех или иных микроэлементов в почве (Я. В. Пейве, 1960, 1980; Г. С. Муромцев, 1984; В. С. Шевелуха, В. М. Ковалев, Л. Г. Груздев и др., 1985; Б. Я. Ягодин, 1985, 2002; В. И. Костин, 1998; В.Г. Сычев, А.Н. Аристархов, А.Ф. Харитонова и др., 2009; А.Н. Кшни-каткина, 2015, 2016). В связи с этим разработка и внедрение приемов повышения полевой всхожести является важной проблемой.
В 2015-2017 гг. нами проводились исследования по изучению влияния микроэлементных удобрений Мегамикс–Семена, Силиплант, Гумат К/Na, Цитовит, Грин-Го и бактериальных препаратов Агрика с микроэлементами и Агрика + микроэлементы с азотобактером на формировании агроценоза сортов яровой пшеницы Тулайковская 108, Кинельская 59 и Дарья.
Установлено, что предпосевная обработка семян комплексными микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами положительно влияет на формирование агроценозов изучаемых сортов яровой мягкой пшеницы. Так, в среднем за три года показатели полевой всхожести на естественном фоне составили у сорта Тулайковская 108 75,3-80,6%, при внесении минеральных удобрений N60P60K60 – 85,6-90,7%; сорта Дарья соответственно 71,0-77,8 % и 79,4-86,6 %; сорта Кинельская 59 – 76,8-83,8 и 79,8-87,0%. Наибольшая полевая всхожесть наблюдалась при обработке семян микроэлементным удобрением Мегамикс-Семена, что превышает показатели контрольного варианта у сорта Тулайковская 108 на естественном фоне на 7,2%, на минеральном фоне – 14,2 %; сорта Дарья соответственно на 12,2; и 16,8 %; сорта Кинельская 59 – 13,6 % и 11,0 %. При инокуляции семян яровой пшеницы биопрепаратами Агрика с микроэлементами и Агрика с микроэлементами и Азотобактером показатели полевой всхожести были достаточно высокими, особенно на минеральном фоне и составили у сорта Тулайковская 108 88,7 % и 89,5%, превышение по отношению к контролю – 11,8 % и 13.0 %; сорта Дарья 83,0 % и 85,2 %, по сравнению с контролем больше на 13,4 % и 15,4%; сорта Кинельская 59 – 84,8 % и 86,0 %, что выше контрольного показателя на 8,8 % и 10,0 % (таблицы 2-4, приложения 3-5).
При анализе показателей сохранности растений яровой пшеницы к уборке установлена аналогичная закономерность. Наибольший процент сохранившихся растений к уборке сортов яровой пшеницы был при использо вании для обработки семян Мегамикс-Семена на удобренном фоне 89,4-92,2 %, что выше контроля на 11,2-17,8 % (табл. 2-4).
Ф.М. Куперман (1973) утверждает, что в жизненном цикле растений выделяют два периода: формирование вегетативной сферы растений - корней, стеблей листьев, формирование генеративной сферы – соцветий, цветков и органов размножения – плодов и семян.
Корневая система растений – важная составная часть сложной многофакторной системы, которая определяет формирование вегетативной сферы.
При анализе показателей корневой системы яровой сортов пшеницы нами установлено, что обработка семян микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами способствовала формированию более мощной корневой системы во все фазы вегетации. Наиболее высокие показатели объема корня отмечались в варианте с экзогенной обработкой семян препаратом и Мегамикс-Семена, Цитовит и бактериальным препаратом Агрика + микроэлементы + азотобактер при выращивании на минеральном фоне и составили в фазу молочной спелости 3,97-4,67 см3, контроль – 3,20-3,76 см3 (таблицы 5-7, приложения 6-8).
Экзогенная обработка семян микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами ускоряла рост и развитие яровой пшеницы. Всходы появились на 3-5 дней раньше, фенофазы от всходов до полной спелости проходили на 4-6 дней быстрее контрольного варианта.
Таким образом, предпосевная обработка семян яровой пшеницы микроэлементными и бактериальными препаратами оказывает стимулирующее влияние на формирование агроценозов яровой мягкой пшеницы, способствующей увеличению линейных показателей и ускорению корне-образования.
Технологические свойства зерна яровой пшеницы
Одна из важнейших задач современного земледелия – регулирование при помощи различных приемов не только величины урожая, но и его качества.
Качество зерна – понятие комплексное и включает в себя не только физические признаки (масса 1000 зерен, внешний вид и др.), но и показатели, характеризующие пищевое достоинство и технологические свойства. К последнему относятся содержание клейковины, ее качества, которое зависит не только от общего содержания белка, но и от структуры его макромолекул (И.М. Коданев, 1968, 1969).
Помимо генотипа на качество зерна влияют почвенно-климатические, метеорологические условия, технология возделывания и др. приемы, в том числе и обработка семян различными химическими факторами. Одним из самых эффективных способов улучшения качества зерна является применение удобрений. Основные элементы минерального питания существенно влияют на физиолого-биохимические процессы, протекающее в клетках растений в течение онтогенеза. Кроме основных элементов минерального питания растения потребляют и микроэлементы, роль которых в формировании качества зерна очень велика.
По данным И.С. Тома (1984), И.А. Гайсина (1989) от взаимодействия микроэлементов в зерне злаковых культур содержание белка повышалось на 1-2 %.
В.А. Мухарев, П.В. Гревцов (1982) установили, что под действием марганца содержание сырой клейковины увеличивается с 25,7 до 34,6 % по сравнению с контролем (24,6-34,0 %), сырой протеин изменяется от 16,9 до 17,1 %.
Многие исследователи отмечают, что элементы минерального питания, воздействуя на биохимические и физиологические процессы, протекающие в растениях, оказывают влияние не только на урожай, но и определяют физико-химические, технологические и потребительские свойства зерна (Л.П. Лощинина, Ю.Ф. Курдюков, Ю.М. Возняковская и др., 1997, К.Г. Шамсутди-нов, 1998, А.Н. Постников, В.Е. Долгодворов, М.Е. Объедов, 1999, О.В. Аша-ева, 2000, А.В.Осипов, 2002).
Оценка технологических свойств зерна показала, что минеральные удобрения и некорневые подкормки комплексными водорастворимыми удобрениями с микроэлементами в хелатной форме оказывают существенное влияние на качество зерна яровой пшеницы (таблица 13-14, приложения 18-20).
При оценке качества пшеницы учитывают крупность, форму, цвет, натуру зерна, его стекловидность, содержание и качество клейковины и другие признаки.
Нат ура – это масса одного литра зерна, выраженная в граммах. Натура зерна определяет его мукомольные достоинства. Выход муки тесно связаны с натурой зерна: чем она выше, тем больше выход продукции.
Показатели натуры зерна сорта Тулайковская 108 колебались по вариантам опыта и составили 794-818 г/л, сорта Дарья – 790-816 г/л, сорта Ки-нельская 59 -793-817 г/литр соответствуют базисным нормам (не менее 750 г/л). На неудобренном фоне в вариантах с обработкой семян микроэлементными удобрениями и бактериальными удобрениями показатели натуры зерна по отношению к контролю увеличилась на 3-14 г/л, на минеральном – 17-27 г/л.
Наибольшей натурой зерна в среднем за три года исследований характеризовался сорт Тулайковская 108 (792-818 г/л) (таблица 13).
Стекловидност ь зерна пшеницы имеет важное значение, так как тесно связана с содержанием белка и технологическими свойствами зерна. Высокая стекловидность отражает хорошие хлебопекарные свойства зерна, повышенное содержание и лучшее качество клейковины. Стекловидное зерно дает больший выход муки, характеризуется повышенной углеводно-амилазной активностью.
А.И. Марушев (1967) заключает, что стекловидность зерна следует характеризовать числом только стекловидных зерен.
Оценивая показатель стекловидности у сортов яровой мягкой пшеницы в среднем за три года, можно отметить, что минеральные удобрения, микроэлементные удобрения и бактериальные препараты способствовали увеличению стекловидности зерна. Так, при внесении минеральных удобрений стек-ловидность зерна увеличилась на 5-6%. Экзогенная обработка семян микроэлементными удобрениями способствовала повышению стекловидности зерна на 1,0-4,0%, а на удобренном фоне по отношению к абсолютному контролю – на 7,0-12,0%. Наиболее эффективным оказалось применение для обработки семян всех сортов яровой пшеницы препаратов Мегамикс-Семена, Ци-товит и биопрепарата Агрика, обогащенной микроэлементами и азотобактером.
Из химических элементов важнейшей составной частью зерна пшеницы является белок, который определяет питательную ценность зерна и его технологические свойства.
Многими исследователями установлено, что содержание белка в зерне сильно варьирует в зависимости от генотипа сорта и условий возделывания и может колебаться от 7 до 25%, а в пределах сорта от 3 до 4% (М.И. Княгини-чев, 1958; И.П. Максимов, В.Л. Пономарев, 1981; Ш.И. Масленко, 2007 и др.).
Д.М. Аникет (1986) утверждает, что за существенное изменение в содержании белка может быть принята величина в 1%.
Нашими исследованиями установлено, что на минеральном фоне в зерне изучаемых сортов яровой пшеницы содержание белка увеличивалось на 0,8-0,9% (таблицы 13-15). При обработке семян яровой пшеницы микроудобрениями и бактериальными препаратами содержание белка в зерне на удобренном фоне по отношению к абсолютному контролю увеличилось на 0,6-1,6%, а на удобренном фоне – 0,9-2,7%.
Наибольший сбор белка с гектара изучаемых сортов яровой пшеницы 625,8-760,0 кг/га получен при экзогенной обработке семян микроэлементным удобрением Мегамикс-Семена на минеральном фоне.
М.И. Княгиничев (1951) утверждает, что содержание клейковины в зерне пшеницы и ее качество – важные показатели. Содержание клейковины в зерне пшеницы определяется сортовыми особенностями и условиями возделывания, показателями сырой клейковины колеблется от 16 до 52% и сухой – от 5 до 20%. Содержание клейковины зависит от крупности зерна, при этом чем крупнее зерно, тем больше содержится в нем белка и клейковины.
Согласно полученным данным при внесении минеральных удобрений содержание сырой клейковины в зерне сорта Тулайковская 108 увеличилось на 1,9%, сорта Кинельская 59 – на 1,4%, сорта Дарья – на 0,7% по отношению и контролю (таблицы 13-15).
Микроэлементные удобрения и бактериальные препараты существенно повысили содержание сырой клейковины в зерне сортов яровой пшеницы. Так, в зерне пшеницы сорта Тулайковская 109 содержание клейковины возросло на естественном фоне по вариантам опыта на 2,6-5,3%, сорта Кинель-ская 59 – 3,6-7,5 %, сорта Дарья – 2,9 – 5,1%; на удобренном фоне соответственно на 3,9-7,2%, 1,8-3,0 % и 1,6-4,9%. Максимальное содержание клейковины в зерне пшеницы (2,98 – 32,4%) наблюдалось в вариантах на минеральном фоне с обработкой семян препаратом Мегамикс-Семена. Аналогичные данные получены при обработке семян микроэлементными удобрениями Ци-товит и биопрепаратом ассоциативной группы Агрика с микроэлементами + Азотобактер.
Оценивая сорта по содержанию сырой клейковины в зерне, установлено, что наиболее высокими показателями характеризовался сорт Тулайков ская 109 – 28,1-32,4%. Несколько низкие показатели клейковины были у сорта Кинельская 59 – 27,9-30,2% и сорта Дарья – 26,5% - 29,8%.
Таким образом, на выщелоченном черноземе лесостепи Среднего Поволжья для улучшения качества зерна яровой мягкой пшеницы следует проводить предпосевную обработку семян микроэлементными удобрениями Ме-гамикс-Семена, Цитовит и бактериальным препаратом Агрика с микроэлементами + Азотобактер совместно и выращивать при внесения минеральных удобрений N60P60K60.
Экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания яровой мягкой пшеницы
Мероприятия по использованию технологических приемов выращивания культур в сельскохозяйственном производстве должны быть энергетически и экономически целесообразны. Рост урожайности при интенсификации производства сопровождается обычно увеличением затрат невозобновляемой энергии. Поэтому необходимо знать энергетическую и экономическую эффективность приемов выращивания, которые используются в производстве.
Наиболее объективную оценку эффективности технологий позволяет получить биоэнергетический метод. Он имеет широкое признание в мире как универсальный способ оценки потоков антропогенной энергии в агроэкоси-стемах, позволяющих все разнообразие живого и овеществленного труда выразить в единых показателях системы «Си» - джоулях. При этом в связи с ведущей ролью антопогенных факторов в настоящее время принято называть его агроэнергетическим методом (Г.А. Булаткин, 1983; Методическое пособие..., 1995).
Расчет совокупных затрат энергии при выращивании полевых культур базируется на описании всего процесса на основе технологических карт, позволяющих учесть весь поток ресурсов в разных показателях с последующим их переводом к единому показателю (Дж) с помощью энергетических эквивалентов. Зная энергетические затраты на выращивание культуры и энергосодержание урожая, проводят энергетическую оценку эффективности возделывания культуры или применяемого приема. Обобщающим показателем является коэффициент агроэнергетического полезного действия (КПД посева). Если этот показатель больше единицы – технология или прием считается эффективным (Ю.К. Новоселов, Г.Д. Харьков, А.С. Шпаков, 1989).
В связи с развитием форм хозяйствования и интенсификации кормопроизводства для правильного научно-обоснованного выбора оптимизированного решения из числа многовариантных разработок, возрастает значение экономического подхода.
Для экономической оценки агроприемов и технологий возделывания применяют систему показателей, основными из которых являются выход продукции, затраты труда и средств, чистый доход, рентабельность и окупаемость затрат. Затраты совокупной энергии и денежных затрат, непосредственно связанных с выполнением работы, определялись нами по технологическим картам на основе энергетических эквивалентов, норм выработки, их расценок, стоимости полученной продукции.
Из анализа экономических показателей возделывания яровой пшеницы при предпосевной обработке семян и некорневой подкормке комплексными микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами следует вывод, что их применение увеличивает затраты на производство основной продукции. При этом стоимость валовой продукции напрямую зависит от урожайности. Это в значительной мере обусловило и все остальные показатели: величину условного чистого дохода, себестоимость продукции и рентабельность. Однако при возделывании яровой пшеницы обработка семян перед посевом микроэлементными удобрениями прием экономически эффективный. Так, условно чистый доход по вариантам опыта составил при возделывании сорта Тулайковская 108 15,22-20,0 тыс. руб., рентабельность - 121,9-156,5 %; сорта Кинельская 59 соответственно 14,10-17,83 тыс. руб., рентабельность – 109,1-141,9 %; сорта Дарья – 12,07-15,17 тыс. руб., рентабельность – 92,2-124,8 % (таблицы 20-22, приложения 24-26).
Наиболее экономически эффективным приемом оказалось применение для обработки семян изучаемых сортов яровой пшеницы микроэлементного удобрения Мегамикс-Семена. Условно чистый доход на естественном фоне составил 14,30-17,94 тыс. руб., при внесении минеральных удобрений N60P60K60 – 15,7-20,0 тыс. руб., рентабельность 124,8-156,5% и 112,7-132,5% соответственно (таблицы 20-22).
При фолиарной подкормке растений яровой мягкой пшеницы сорта Ту-лайковская 108 микроэлементными удобрениями показатели экономической эффективности существенно увеличились. Так, условно чистый доход по вариантам опыта составил 14,49-18,44 тыс. руб., превышение относительно контроля - 1,41-5,30 тыс. руб., рентабельность – 121,8-156,3% (таблица 23, приложение 27).
Наиболее экономически эффективно проводить двукратную некорневую подкормку в фазу кущения и колошения. При этом условный чистый доход составил 17,99-18,44 тыс. руб., контроль – 13,08 тыс. руб., рентабельность – 139,7-156,3%. Наиболее высокие показатели экономической эффективности получены при использовании для фолиарной подкормки микроэлементного удобрения Азосол 36 Экстра, условно чистый доход – 14,59-17,28 тыс. руб. при рентабельности 120,8-133,3%. Практически равноценные показатели экономической эффективности получены при двухкратной фолиарной подкормке посевов яровой пшеницы препаратом Мегамикс-Азот и Мега-микс-Профи, условный чистый доход составил соответственно 17,60 тыс. руб. и 17,39 тыс. руб., рентабельность – 140,8 % и 139,7 % (таблица 23, приложения 27).
Анализ показателей энергетической эффективности возделывания сортов яровой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами показал, что на контроле без применения удобрений в варианте без обработки семян было затрачено 16,03-16,75 ГДж/га энергии, в вариантах с обработкой семян стимуляторами роста – 16,15-17,99 ГДж/га. На фоне минерального питания энергетические затраты возрастают и составляют в варианте без обработки семян – 17,81-19,86 ГДж/га, а при обработке семян микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами – 18,38-21,16 ГДж/га. Коэффициент энергетической эффективности находится на уровне 1,75-2,31 ед., без применения удобрений и 1,63-2,13 ед. на минеральном фоне. Наибольшие значения коэффициента энергетической эффективности были в пределах 1,93-2,13 ед. при использовании для экзогенной обработки семян микроэлементного удобрения Мегамикс-Семена. Максимальные значения данного показателя 2,13 ед. отмечены при возделывании сорта яровой пшеницы Тулайковская 108 и обработки семян препаратом Мегамикс-Семена (таблицы 24-26, приложение 28).
Применение микроэлементных удобрений в технологии возделывания яровой мягкой пшеницы сорта Тулайковская 108 для некорневой подкормки сопровождалась увеличением затрат совокупной энергии на единицу площади посевов по сравнению с контрольным вариантом (таблица 27, приложение 31).