Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы по результатам исследований российских и зарубежных ученых по научному обоснованию изучаемых технологий возделывания озимой пшеницы 11
Глава 2 Краткий обзор почвенных и климатических условий степной зоны южных черноземов Волгоградской области 41
Глава 3 Методология и методы исследований 48
3.1 Программа и методы исследования 48
3.2. Агрохимическая характеристика черноземной почвы Опытного поля 55
3.3 Изучаемые сорта озимой пшеницы и их характеристика 57
3.4 Технология возделывания сортов озимой пшеницы в опытах 60
3.5 Характеристика метеорологических условий в годы исследований 62
Глава 4 Результаты исследований 81
4.1. Слагаемые суммарного водопотребления и коэффициенты эвапотранспирации в посевах озимой пшеницы, в зависимости от изучаемых сортов, микроудобрений и сроков обработки гербицидом в степной зоне черноземных почв в годы исследования (2013-2016 гг.) 81
4.2 Эффективность гербицида Балерина, СЭ в зависимости от сроков обработки растений озимой пшеницы сорта Виктория 11и микроудобрений в осенний и весенний периоды (2013 – 2016 гг.) 93
4.3. Рост и развитие растений сортов озимой пшеницы в зависимости от микроудобрений, сроков обработки гербицидом и погодных условий в степной зоне чернозмных почв Волгоградской области за период 2013 – 2016 гг. 101
4.4 Формирование густоты стояния озимой пшеницы в зависимости от сорта, микроудобрений и срока обработки гербицидом 108
4.5. Влияние сорта озимой пшеницы, микроудобрений и сроков обработки гербицидом на элементы структуры урожая и урожайность зерна 122
Глава 5 Формирование качества зерна сортов озимой пшеницы в зависимости от микроудобрений и сроков обработки гербицидом 141
Глава 6 Экономическая эффективность изучаемых элементов технологии в возделывании озимой пшеницы в зоне исследований за период 2014-2016 гг. 149
Заключение 156
Список использованной литературы 160
Список иллюстративного материала 189
Приложения 190
- Краткий обзор почвенных и климатических условий степной зоны южных черноземов Волгоградской области
- Характеристика метеорологических условий в годы исследований
- Рост и развитие растений сортов озимой пшеницы в зависимости от микроудобрений, сроков обработки гербицидом и погодных условий в степной зоне чернозмных почв Волгоградской области за период 2013 – 2016 гг.
- Формирование качества зерна сортов озимой пшеницы в зависимости от микроудобрений и сроков обработки гербицидом
Введение к работе
Актуальность темы. Ежегодно в Государственный реестр селекционных достижений вносится большое количество новых сортов озимой пшеницы, однако сортовые адаптивные технологии возделывания для большинства из них в условиях Волгоградской области отсутствуют. Эту ситуацию можно существенно поправить, предложив сельскохозяйственным товаропроизводителям не дорогие, но важные новые элементы в технологии возделывания озимой пшеницы. Правильный подбор микроудобрений хелатной формы и уточнение сроков обработки посевов гербицидом Балерина, СЭ для получения климатически обеспеченной урожайности и качественного зерна новых интенсивных сортов озимой пшеницы в степной зоне чернозмных почв Волгоградской области является актуальным направлением.
Степень разработанности. Проводившиеся ранее исследования по изучению сортов озимой пшеницы, доз минеральных и микроудобрений, а также средств борьбы с сорными растениями в посевах в степной зоне чернозмных почв Волгоградской области доказали, их значимость в технологии возделывания культуры. Установлено, что перспективные сорта озимой пшеницы Волгоградская 23, Бадулинка и Арчединская 1 по урожайности не уступают районированным сортам Волгоградская 84, Дон 93, Дон 95 и рекомендованы для внесения в Государственный реестр селекционных достижений (В.И. Филин и А.Ю. Рузанов 2008 год).
В.И. Филин, А.П. Тибирьков в 2006 году изучили некорневые подкормки микроудобрением – Кристалон коричневый в посевах озимой пшеницы. По результатам этих исследований была доказана прибавка 0,5 – 0,6 т/га и разработана система минеральных удобрений (рядковое удобрение – Р20, весенняя подкормка – N45, некорневая подкормка мочевиной в фазу колошения – N30). В 2007 – 2009 гг. В.И. Филин, А.Г. Кузин установили эффективность весенней подкормки озимой пшеницы в дозе N45 и N30 в фазу колошения на сортах Ермак, Станичная, Зерноградка 11, Дон 93 и других, где прибавка урожая составила 0,36 – 0,78 т/га в зависимости от сорта.
Н.И. Тихонов, И.С. Махамаев (2009 – 2011 гг.) установили, что применение микроудобрений Вуксал микроплант в виде некорневой подкормки в осенний и весенний периоды в фазу кущения и в фазу колошения по 1 л/га дат прибавку урожая 0,64 – 0,69 т/га; Мастер – 0,45 т/га; обработка семян микроудобрением Гидромикс 100 г/т перед посевом – 0,35 – 0,45 т/га соответственно на изучаемых сортах озимой пшеницы Донской сюрприз и Зерноградка 11 и при посеве с 12 по 21 сентября. Гербицид Прима в дозе 0,6 л/га полностью уничтожал зимующие сорняки.
Подобные работы так же вели Г.А. Медведев, Е.А. Каракулова (2008), В.В. Балашов, А.К. Агафонов (2011) и другие.
Цель и задачи исследований. Цель исследования – изучение реакции интенсивных сортов озимой пшеницы на некорневые подкормки микроудобрений, сроков обработки гербицидом Балерина, СЭ (без микроудобрений) и в баковой смеси с микроудобрениями в период осенней и весенней фазы кущения растений на сорте Виктория 11, посеянных по чрному пару в степной зоне Волгоградской области.
Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:
1. Выявить влияние микроудобрений хелатной формы на урожайность и качественные показатели зерна изучаемых интенсивных сортов озимой пшеницы (Зерноградка 11; Виктория 11).
-
Изучить реакцию сорта озимой пшеницы Виктория 11 на сроки обработки гербицидом Балерина, СЭ, его влияние на перезимовку и выживаемость растений, на урожайность и качество зерна.
-
Оценить эффективность подавляющего действия на зимующие сорные растения баковой смеси гербицида Балерина, СЭ и микроудобрений в посевах озимой пшеницы сорта Виктория 11 в осенние и весенние фазы кущения и колошения.
-
Исследовать водный режим посевов озимой пшеницы изучаемых сортов в зависимости от микроудобрений и гербицида Балерина в условиях степной зоны чернозмных почв.
-
Определить положительные и отрицательные воздействия применяемых микроудобрений и гербицида на рост, развитие и продолжительность прохождения фенологических фаз растений озимой пшеницы, сортов Зерноградка 11 и Виктория 11.
-
Обосновать экономическую эффективность применения микроудобрений хелатных форм на изучаемых сортах озимой пшеницы и сроков обработки баковой смесью гербицида Балерина, СЭ и микроудобрений в посевах Виктория 11.
Научная новизна. Впервые в степной зоне чернозмных почв Волгоградской области выявлена положительная динамика роста и развитие растений, выживаемости растений к уборке, формирование основных элементов структуры урожая и урожайность зерна озимой пшеницы сортов Зерноградка 11 и Виктория 11 от применения некорневых подкормок микроудобрениями. Установлена эффективность обработки гербицидом Балерина, СЭ в фазу кущения (осеннюю и весеннюю) на сорте Виктория 11. Изучены лучшие варианты, обеспечивающие получение климатически обоснованных урожаев озимой пшеницы с качеством зерна I – II класса в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52554 – 2006. Дана экономическая оценка эффективности новым элементам в технологии возделывания озимой пшеницы. Полученные результаты исследований апробированы в производственных условиях в хозяйствах Волгоградской области.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость диссертационной работы заключалась в обосновании полученных результатов исследований за период 2013 – 2016 гг.: формирование густоты стояния растений с учтом перезимовки растений озимой пшеницы, продуктивного стеблестоя, элементов структуры урожая и качества зерна что, безусловно, повышает урожайность в зависимости от изучаемых элементов технологий.
Практическая значимость. Использование полученных результатов исследований за период 2013 – 2016 гг. и рекомендаций производству позволит увеличить урожайность до 4,5 – 6,5 т/га и повысить экономическую эффективность производства зерна озимой пшеницы. Поученные результаты исследований нашли внедрение в производство в хозяйствах агрохолдинга ООО «Содружество-регион» на площади 1112 га.
Методология и методы исследования. Методология исследований по изучению новых элементов технологии в возделывании озимой пшеницы основывалась на анализе научного списка литературы, определении цели и задач программы исследований с постановкой двух полевых опытов. Использовались следующие методы исследований: наблюдения, замеры и учты на полевых опытах, лабораторные анализы основных элементов структуры урожая, каче-
ства зерна, проведение дисперсионного анализа полученных результатов экспериментов.
Основные положения, выносимые на защиту:
- доказать положительные и отрицательные воздействия применяемых
микроудобрений и гербицида на рост, развитие и продолжительность прохож
дения фенологических фаз растений озимой пшеницы, сортов Зерноградка 11 и
Виктория 11;
обосновать влияние микроудобрений хелатной формы на урожайность и качественные показатели зерна изучаемых интенсивных сортов озимой пшеницы (Зерноградка 11 (контроль) и Виктория 11);
оценить влияние сроков обработки гербицидом Балерина в посевах сорта озимой пшеницы Виктория 11 на перезимовку и выживаемость растений, на урожайность и качество зерна.
- дать оценку экономической эффективности применения микроудобрений хелатной формы на изучаемых сортах озимой пшеницы и сроков обработки баковой смесью гербицида Балерина, СЭ и микроудобрений в посевах сорта озимой пшеницы Виктория 11
Степень достоверности результатов проведнных исследований изложенных в диссертационной работе, подтверждаются огромным объмом про-веднных исследований за период 2013 – 2016 гг., выполненных с применением современных методик, регламентируемые ГОСТами, рекомендациями, а также дисперсионным анализом, а также подтвержднные производственным апробированием, публикацией результатов в рецензируемых журналах.
Апробация работы. Основные положения и выводы диссертационной работы были изложены на Международных конференциях в г. Волгограде в 2014 году (Волгоградский ГАУ), в ПНИИАЗ (Солное Займище Астраханской области) в 2016 году, на Всероссийской научно-практической конференции по-свящнной 120-летию со дня рождения К.Г. Шульмейстера в 2015 году г. Волгоград (Волгоградский ГАУ) и на производственных семинарах проводимых на Опытном поле в 2015 и 2016 годах.
Личный вклад автора. Проведены лично: анализ научной литературы, закладка двух полевых опытов, учты, наблюдения, анализ и лабораторные определения качества зерна исследуемых сортов пшеницы. Полученные результаты подтверждены статистической обработкой, установлена экономическая эффективность изучаемых факторов, написание научных статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 научных статей, из них три статьи опубликованы в изданиях рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объм диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и 6 глав, заключения и предложений производству, списка использованной литературы – 243 источников, в том числе 10 зарубежных авторов. Работа изложена на 150 страницах печатного компьютерного текста, содержит 39 таблиц, 6 рисунков и 96 приложений.
Краткий обзор почвенных и климатических условий степной зоны южных черноземов Волгоградской области
Волгоградская область расположена на крайнем юго-востоке европейской части Российской Федерации и в Нижнем Поволжье. Площадь территории региона составляет или 11,3 млн. га. Протяжнность с запада на восток и с севера на юг более чем 400 км [102].
Сравнительно не крупное географическое пространство, которое занимает Волгоградская область, отличается значительной контрастностью природных условий, климатическим и природно-ландшафтным разнообразием, что обусловлено геологической историей региона и современными особенностями циркуляции атмосферы.
Волгоградская область относится к Восточно-Европейской континентальной области. Центральная и северо-западная е территория относится к степной зоне, обладающей удовлетворительными тепловыми ресурсами, но недостаточно увлажннной, о чм говорит, в частности, такой показатель как гидротермический коэффициент. Он (ГТК) равен 0,7 – 0,8.
В южной части региона и в Заволжье раскинулась сухостепная и полупустынная зона, обладающая как значительными тепловыми ресурсами, так и значительным недостатком увлажнения. ГТК для этих зон 0,4 – 0,6.
В направлении с северо-запада на юго-восток количество осадков падает с 480 – 450 мм на отрогах Калачвской возвышенности до 300 – 270 мм в районе озера Эльтон. Среднемесячная температура летнего периода, в этом направлении, возрастает с 21 – 22 С до 23 – 24 С, а сумма эффективных температур – от 2800 до 3400. Резко изменяющийся баланс между ресурсами тепла и увлажнением со-здат многообразие природных ландшафтов на расстоянии всего 300 – 400 км, что позволяет вычленить 4 – 5 почвенно-климатических зон [158]. Сложные условия почвообразования, резко меняющиеся условия увлажнения и инсоляции сделали возможным образование на территории области большого количества подтипов почв.
Почвенный покров от реки Медведица и до северных границ области относится к Южно-Русской степной провинции чернозмов обыкновенных и южных, почвы центра области входят в состав Донской провинции тмно-каштановых и каштановых почв сухой степи, южные районы и Заволжье – Прикаспийскую провинцию светло-каштановых и бурых почв полупустыни [173].
Опытный участок расположен на землях сельхозпредприятия ООО «Большой Морец», географически включнного в состав Еланского муниципального района, который, в свою очередь, вместе с Новониколаевским, Урюпинским, Киквидзен-ским, Новоаннинским, Нехаевским, Руднянским муниципальными районами располагается в пределах степной зоны с чернозмами обыкновенными и южными.
Северо-восточная и центральная части зоны расположены на Хопрско-Бузулукской равнине со слабой расчленнностью рельефа, а юго-западная часть приурочена к Калачской возвышенности, где на уклонах более 2 расположено до 45% сельскохозяйственных угодий.
Освоенность земель под пашню достигает 76%. Преобладают почвы тяж-лого гранулометрического состава. Треть пашни подвержена водной эрозии. В таблице 1 приведн типовой состав почв Еланского муниципального района [5, 102, 158].
Из таблицы 1 следует, в степной зоне Еланского района преобладают южные маломощные чернозмы, которые подвержены водной эрозии. Климатические условия рассматриваемого района являются наиболее благоприятными в Волгоградской области для ведения богарного земледелия.
По данным Еланской метеорологической станции среднегодовая температура воздуха, в районе закладки опытов составляет + 5,2 С. Среднемесячная температура января –11,3 С, июля +21,5 С. Абсолютный максимум температуры воздуха +42 С, абсолютный минимум – минус 40 С.
Обеспеченность осадками зоны проведения опытов уступает, в рамках области, только северо-западным районам. Среднегодовое количество осадков 400 -450 мм, в том числе за период с температурой выше +10 С –263 мм. Несмотря на значительную величину осадков, выпадающих в период вегетации, они имеют ограниченное сельскохозяйственное значение, так как часто бывают ливневого характера, недостаточно аккумулируются почвой, и большая их часть стекает в пониженные части рельефа.
В степной зоне чернозмных почв основным источником накопления продуктивной влаги в почве являются осадки, выпавшие в осеннее-зимний период. По многолетним данным количество осадков за сентябрь - октябрь может быть 65 – 70 мм. Значительная часть их поглощается почвой. Ещ 65 – 70 мм попадает в почву при растаивании снега. В комбинации с остаточными летними запасами влаги в почве к началу полевых работ доступные влагозапасы могут быть 130 – 180 мм, то есть от хороших (130 мм) до очень хороших (свыше 160 мм).
Переход среднесуточной температуры воздуха через +10 С в сторону понижения означает прекращение активной вегетации и наступление осеннего периода для сельскохозяйственных культур. Как правило, это происходит в интервале с 28 сентября до 1 октября. Озимая пшеница прекращает вегетацию при переходе среднесуточных температур через +5 С в сторону понижения. Перезимовка озимых культур начинается, по средне многолетним наблюдениям, 7 – 9 октября. Переход среднесуточной температуры через 0 С, означает цементацию верхнего слоя почвы и окончание периода активного накопления влаги в пахотном горизонте. Дата перехода среднесуточной температуры воздуха в сторону понижения через 0 С по северу области 8 ноября [158, 173]. Величина снежного покрова, сроки его формирования и схода имеют большое значение для разработки эффективной технологии выращивания озимой пшеницы. В данном районе снежный покров может появляться во второй половине ноября, а сход снега наблюдается в первой декаде апреля. Устойчивый снежный покров наблюдается, в среднем, с 8 декабря по 30 марта. Число дней со снежным покровом достигает 124. Бесснежных зим практически не бывает. Снежный покров имеет высоту, как правило, 0,1 – 0,16 м, а наибольшая средняя величина достигает 0,26 м. Толщина слоя снега определяет глубину промерзания почвы в зимний период. Средняя глубина промерзания 0,66 – 0,75 м, а наибольшая 1 м [158, 102].
Переход среднесуточных температур воздуха через 0 С в сторону повышения означает наступление метеорологической весны. По северу области это происходит 25 марта – 1 апреля. Стабильный переход среднесуточных температур через +5 С в сторону повышения, означает в агрометеорологии начало вегетации, регистрируется весной – 11 – 14 апреля, а даты перехода температуры воздуха через +10 С (начало активной вегетации) – 22 – 27 апреля. Среднемноголетняя продолжительность безморозного периода достигает 159 дней, а в отдельные годы может увеличиваться до уровня 190 – 193 дней.
Влажность воздуха – важнейший показатель, характеризующий условия возделывания растений. Максимальная среднемесячная относительная влажность воздуха в районе проведения опытов составляет в течение года 85% в декабре, в холодный период и 63% в сентябре, в тплый период года. В течение периода активной вегетации растений май – август средняя относительная влажность воздуха находится в диапазоне 56 – 59%. Несмотря на эти относительно высокие показатели, число дней за период май – август с относительной влажностью воздуха менее 30%, в дневные часы, может достигать 35 и более.
К особо опасным погодным явлениям относятся те, которые характером своего воздействия могут нанести значительный ущерб хозяйственной деятельности человека. Учитывая особенности климата зоны проведения опыта и исследуемую культуру, мы выделим из них следующие: заморозки, пыльные бури, засухи и суховеи. Оттепели и заморозки являются экстремальными погодными событиями. Они возникают на фоне температур соответствующего сезона года. Самые ранние осенние заморозки в районе проведения опытов фиксировались (в воздухе) 13 сентября, самые поздние 22 октября, средний срок наступления заморозков 3 октября. Весной дата последнего весеннего заморозка самой ранней была 5 апреля, а самой поздней 11июня, средняя 3 мая [102, 158, 173].
Резко континентальный характер климата Волгоградской области, близость зоны полупустынь и пустынь, а так же то, что большую часть сезона вегетации, господствует ярко выраженный антициклонический режим погоды, приводит к тому, что суховеи и засухи являются частыми явлениями, значительно влияющими на сельскохозяйственное производство.
Наибольшее влияние на урожайность озимых культур оказывает весенняя засуха. Весенней засухой считается комплекс неблагоприятных явлений погоды, приводящий к исчерпанию запасов влаги в корнеобитаемом слое на фоне отсутствия дождей, высокой температуры и суховеев. Как правило, он приурочен к моменту начала полевых работ и продолжается до июня месяца. На крайнем юго-востоке европейской части России, в зоне чернозмных степей повторяемость засух достигает 30 – 40%.
К неблагоприятным явлениям погоды относятся суховеи, пыльные бури. Суховей возникает под влиянием различных комбинаций трх факторов: при температуре воздуха выше 25С, относительной его влажности меньше 30% и скорости ветра более 5 м/с. Всего суховейных дней бывает 20 – 32. Вероятность очень интенсивных суховеев 35%. Число дней с пыльными бурями – 1 – 6.
Характеристика метеорологических условий в годы исследований
Как отмечают многие исследователи, метеорологические условия вегетации оказывают решающее влияние на рост, развитие и в конечном итоге на урожайность и качество зерна озимой пшеницы [158]. И в нашем случае, этот фактор вносил значительные сложности в период роста и развития растений озимой пшеницы, а в отдельные годы, в ответственные фазы вегетационного периода.
Метеорологические условия периода 2013 – 2014 гг.
Метеорологические условия периода осенней, весенне-летней вегетации растений озимой пшеницы за период 2013 – 2014 года приведены в таблицах 9-11. Сев озимой пшеницы в 2013 году проходил в удовлетворительных условиях. Среднесуточная температура составляла 12,4 С. Дневная температура повышалась до 16,0 С. Минимальная, ночная, температура опускалась до 9,6 С. Содержание продуктивной влаги в слое почвы 1,0 м на момент сева – 112,7 мм, то есть были удовлетворительные запасы влаги, а в двадцатисантиметровом слое почвы содержалось 25,7 мм. Такая структура запасов влаги в почве объясняется характером увлажнения пара, сложившемся в августе месяце. Высокие температуры августа 2013 года (значительную часть месяца среднесуточные температуры превышали 25 С), а так же практически полное отсутствие осадков (на этом фоне выпало 1,8 мм), привело к потере значительного количества влаги из метрового слоя почвы. Однако обильный дождь 31 августа (34,0 мм за сутки), снижение среднесуточных температур с 24,0 С до 12,0 С и небольшие дожди начала сентября позволили создать в верхнем посевном слое удовлетворительное увлажнение. В итоге на момент сева можно констатировать, что вышеприведнные показатели по температуре и степень увлажнения почвы были благоприятны для проведения качественного сева.
Во второй декаде сентября характер погоды претерпел положительные изменения. Среднесуточная температура увеличилась до 14,0 С, и выпало около 30,0 мм осадков. При этом максимальная температура в дневные часы поднималась до 23,0 С.
В третьей декаде характер погоды продолжал стремительно меняться. Среднесуточная температура воздуха резко упала до 9,0 С, а ночные температуры опускались до заморозков (- 0,4 С). Такие изменения проходили на фоне обильных осадков (за вторую и третью декады выпало 75,0 мм). Месячная норма сентября для зоны исследований была превышена в три раза [158].
В октябре погода носила неустойчивый характер. Среднесуточная температура воздуха изменялась в широких пределах от 0,2 С до 12,3 С. В каждую из трх декад были значительные понижения температуры практически до 0 С, которые затем сменялись повышениями температуры воздуха до 10 – 12 С. Подекадные показатели отличались стабильностью. Среднесуточная температура за первую, вторую и третью декады составили соответственно 5,6; 8,5 и 6,2 С. Максимальные температуры воздуха, в соответствующие декады, были на уровне 14,6; 16,2; 11,9 С, а минимальные снижались до 0,3; -3,6; -4,5 С. Осадки октября не превышали климатическую норму и составили 25,0 мм (климатическая норма 37,0 мм). Основное количество осадков выпало в третьей декаде месяца (18,0 мм). Однако учитывая большое количество осадков сентября и пониженную испаряемость из-за снижения среднесуточных температур и инсоляции можно констатировать, что растения озимой пшеницы испытывали некоторые замедления в росте и развитии в следствие переувлажнения.
В ноябре среднемесячный ход температур в целом соответствовал календарному месяцу, претерпевая плавное снижение до 0 С. Тем не менее, можно отметить запаздывание перехода среднесуточных температур через +5 С и 0 С относительно среднемноголетних значений. Вегетация в 2013 году завершилась 14 ноября, что на срок около месяца позднее среднемноголетних сроков ( 7 – 9 октября) [158].
Среднесуточная температура первой и второй декады вегетации в ноябре были близки к октябрьским показателям 8,2 и 6,5 С. Максимальные температуры достигали 16,0 и 12,0 С соответственно.
Минимальные температуры воздуха оставались в положительной зоне – от + 3, С до + 1,5 С. Количество осадков ноября оказалось меньше среднемного-летних значений и составило 14, 2 мм. В декабре погода носила неустойчивый характер и не несла опасностей для перезимовки растений озимой пшеницы. Характерной особенностью зимы 2013 – 2014 годов явились сильные морозы и обильные снегопады в январе-феврале 2014 года. Так же можно выделить период третьей декады января начала февраля, когда на фоне снежного покрова (около 25 см) среднесуточная температура опускалась до -27,7 С. К концу этого периода была достигнута минимальная температура в почве на уровне узле кущения за весь зимний срок наблюдения – 8,8 С. Промерзание почвы достигло 50 см.
В течение февраля температура воздуха так же была подвержена колебаниям. Снежный покров значительно уменьшился, появились проталины. Притртой ледяной корки не образовывалось.
Среднемноголетние значения перехода температуры в сторону повышения: через 0 С – 26 марта; через +5 С – 8 апреля; через +10 С – 21 апреля [158].
Погодные условия в начале вегетации в 2014 году не выделялась на фоне среднемноголетних значений . Переход температуры через 0 С, за последние три года, происходит практически в один день. Переход температуры через +5 С про-изошл несколько позднее, а через +10 С несколько раньше среднемноголетних значений. Влагообеспеченность почвы в посевах озимой пшеницы на Опытном поле, благодаря огромным осенним запасам была очень хорошей – 170 – 200 мм.
Главная особенность погоды весеннего периода вегетации в зоне исследования – резкое нарастание среднесуточных температур. Максимальные температуры воздуха в апреле достигали 20,3 С во вторую декаду и 23,7 С в третью декаду. Среднесуточная температура вегетационного периода пришедшегося на апрель и во вторую и в третью декаду была практически одинакова – 11,3 и 11,4 С, соответственно. Но, несмотря на высокие показатели максимальных и среднесуточных температур, ночные температуры в апреле снижались до значительных заморозков – -3,5 С.
Такие высокие температурные показатели, в зоне расположения Опытного поля сопровождаются, как правило, пониженной влажностью воздуха. Не стал исключением апрель 2014 года. Минимальная относительная влажность днм опускалась до 19 – 25%, на фоне ветра со скоростью более 6 м/с. Фактически формировались суховейные условия [232]. Это, безусловно, отрицательно сказывалось на росте и развитии растений изучаемых сортов озимой пшеницы.
Наступление мая только усилило тенденция формирования неблагоприятных условий. Среднесуточные и максимальные температуры продолжали расти и достигли в первой декаде 12,7 и 24,4 С, во второй 21,8 и 33,3 С. В третьей декаде они немного стабилизировались, но на относительно высоких значениях 21,3 и 31,6 С соответственно.
Несмотря на то, что в течение мая было зафиксировано 37,3 мм осадков, большая часть из них выпадала в количестве – 5 мм в сутки и на фоне высоких температур не могла существенно улучшить ситуацию. Относительная влажность воздуха, в отдельные дни, опускалась до 16%. ГТК месяца соответствовал засушливым условиям и составил 0,65.
В первой декаде июня неблагоприятные погодные факторы только усилились. Среднесуточная температура первой декады выросла до 22,6 С, максимальные температуры достигали 32,8 С. Относительная влажность воздуха днм понижалась до 12 – 16%. Однако, с 9 июня началось резкое снижение температуры воздуха и за вторую и третью декады июня месяца выпало 69,0 мм осадков. Среднесуточные температуры стабилизировались на отметке 16,0 С. Относительная влажность воздуха на уровне 70%. В итоге ГТК июня составил 1,29, что говорит о хороших условиях увлажнения. Эти погодные изменения, наступившие в ответственную фазу цветение – налив зерна оказали положительное влияние на состояние посевов озимой пшеницы в опытах.
Неблагоприятные погодные условия мая и начала июня были во многом компенсированы значительными запасами продуктивной влаги на начало возобновления весенней вегетации, весенней подкормкой аммиачной селитрой и некорневой подкормкой микроудобрениями растений озимой пшеницы в опытах.
Полной спелости сорта озимой пшеницы Зерноградка 11 и Виктория 11, на контроле, достигли – 7.07 и 10.07 соответственно. На варианте с применением микроэлементов и гербицида на 6 – 7 дней позднее, то есть 16 – 17 июля.
Рост и развитие растений сортов озимой пшеницы в зависимости от микроудобрений, сроков обработки гербицидом и погодных условий в степной зоне чернозмных почв Волгоградской области за период 2013 – 2016 гг.
Характер процессов роста и развития во многом обуславливает уровень урожайности и качества зерна озимой пшеницы. Интенсивные технологии, применяемые и разрабатываемые на современном этапе, направлены на создание оптимальных условий для прохождения жизненного цикла растительного организма.
Сам процесс увеличение сухой массы растений и его размеров за счт увеличения размеров и количества клеток растительного организма определяется как рост. Необратимое, направленное и закономерное изменение растений определяется как развитие, которое характеризуется формированием органов и частей растения, необходимых для выполнения основной своей функции – сохранения своего вида [228; 83].
Необходимо отметить, что продуктивность озимой пшеницы зависит от ряда факторов: предшественника, характера обработки почвы, вида и сроков применения удобрений, средств защиты растений и др. и влияние этих факторов на конечный результат зависит от развития растений в период обработки. Так, например, подкормка азотом в кущение влияет на плотность стеблестоя, в фазу «стеблевание» на число зрен в колосе, в фазу колошение на массу 1000 зрен и содержание белка в зерне. Применение же средств защиты без учта фазы развития растений вообще может привести к серьзным и необратимым отрицательным результатам [137].
Следовательно, необходима точная оценка состояния посевов в течение всего периода вегетации. В России для этих целей широко используется шкала органогенеза разработанная Ф.М. Куперман [108]. Основа этой шкалы – дифференциация конуса нарастания побегов озимой пшеницы.
Фаза прорастание семян и всходы. Для прорастания семян необходим воздух, влага и тепло. Многочисленными исследованиями установлено, что минимальная температура для прорастания озимой пшеницы 2 – 4 С, оптимальная 20 – 25 С. Необходимое количество влаги в зерновке в оптимуме должно быть 42 – 45%. В этот период роста в семена поступает вода из окружающего пространства в следствии значительного градиента влажности и попадает в межклеточные и капиллярные пространства, активируя, опосредовано, развитие зародыша и всю сложную энзимоза-висимую, гетеротрофную систему питания начавшего развитие растения. Озимая пшеница прорастает четырьмя – пятью зародышевыми корешками, которые благодаря эффекту геотропизма, растут вниз, а колеоптиле вверх. С выходом колеоптиле на поверхность почвы, отмечаются всходы озимой пшеницы [228].
В наших исследованиях единственным фактором, способным оказать влияние на прохождение фаз развития в осенний период был сорт. Однако, достоверно значимых отклонений, которые зависели от сортовых особенностей, обнаружено не было (прилож. 13 - 24). За период 2013 – 2015 гг. всходы появлялись на 9 – 10 день с момента посева. Для появления всходов необходимая сумма температур варьировалась от 136,7 С до 168,4 С. Среднесуточная температура в этот период фиксировалась на уровне 13,7 – 17,3 С. Количество осадков и соответственно ГТК периода за годы исследований менялся в очень широких пределах – от 31,0 мм и ГТК – 2,3 в 2013 году до 0,0 мм в 2014 году. Однако, столь контрастные показатели увлажнения не оказали влияния на длительность прохождения фазы благодаря хорошим запасам влаги в посевном слое – 27,7 – 17,9 мм и высокой температуре периода.
Фаза всходы – кущение. Период всходы – кущение является промежуточным, но не менее важным, чем основные фазы развития растения. В течение этого периода проходит подготовка к образованию дифференцированного узла кущения, активный рост корневой системы и окончательный переход растения к самостоятельному питанию [67].
Продолжительность этого периода при проведении исследований варьировалась в широких пределах – 17 дней в 2013 году, 13 дней в 2014 году и 11 дней в 2015 году. Это связано с существенной разницей в величине средних температур периода. В 2013 году была зафиксирована средняя температура этого отрезка времени 7,8 С, в 2014 году – 14,1 С, а в 2015 году 19,2 С. Соответственно суммы температур за период составили 110,9 С; 143,7 С; 231,9 С. Осадки выпадали в течение этого отрезка времени только в очень влажном 2013 году и составили 44,7 мм.
Фаза кущения. После формирования листового аппарата растения и перехода от гетеротрофного способа питания к автотрофному, в подземной части озимой пшеницы образуется узел кущения (близко расположенные части вегетативного органа злакового растения – узлы и места закладки боковых побегов и придаточных корней). Интенсивность кущения зависит от ряда внешних факторов, таких как длинна светового дня, температура, обеспеченность элементами питания, густота стояния и глубина заделки семян. Оптимальным считается формирование растением озимой пшеницы в осенний период трх – пяти хорошо развитых побегов [78, 206].
Продолжительность осеннего периода кущения, зафиксированная в рамках проводимых наблюдений, составляла 31 – 39 дней и зависела от срока окончания вегетации. Этот показатель менялся от 01 ноября в 2014 году до 14 и 12 ноября в 2013 и в 2015 годах. За рассматриваемый период времени посевы набирали 171,4 – 282,0 С активных температур при средних температурах периода 5,4 – 7,5 С. Количество осадков, зафиксированное в это время было достаточно стабильно и находилось в пределах 31,0 – 39,9 мм с ГТК периода 1,0 – 1,1 (прилож. 13 - 15).
Сложившиеся за три года наблюдений, рассмотренные выше, условия осеннего периода вегетации позволили накопить значительное количество сахаров в узлах кущения растений и создать благоприятные условия для прохождения периода покоя. Заметную роль в этом сыграла и применявшаяся, согласно схеме опыта № 2, баковая смесь гербицида и микроудобрений.
Число побегов так же было близко к оптимальным значениям на вариантах с применением микроудобрений как отдельно, так и в составе баковой смеси с гербицидом Балерина СЭ. На вариантах с обработкой чистым гербицидом Балерина СЭ этот показатель несколько отставал от нормы.
Период покоя. Продолжительность периода покоя озимой пшеницы за первые два года исследований (зима 2013 – 2014 и 2014 – 2015 годов) колебались в пределах 150 и 158 суток соответственно. Однако, в 2016 году весеннее возобновление вегетации произошло практически на две недели раньше среднемноголет-них сроков, что привело к сокращению временного промежутка с отсутствием роста и развития растений до 145 суток.
Периоды перезимовки, за годы проведения исследований, не нанесли состоянию растений существенный ущерб. Несмотря на то, что минимальная температура воздуха, каждую зиму опускалась ниже минус 22,0 С, это не привело к значительным выпадам и гибели растений изучаемых сортов озимой пшеницы. Это связано с тем, что либо период критически низких температур для озимых был непродолжительный (2 – 4 дня), либо выпадающие осадки формировали значительный снежный покров, защищавший посевы озимой пшеницы. Оттепели, которые активизируют процесс дыхания растений и снижают зимостойкость, были, как правило, короткими (до 5 дней) с максимальной температурой не более 2,2 С в отдельные дни. Кроме того, наличие такого опасного агрометеорологического явления как притртая ледяная корка не отмечалось. Вс это способствовало хорошей перезимовке и сохранности посевов. Весенняя выживаемость растений, на контроле, в зависимости от сорта находилась на уровне 97,3 – 98,9% в течение всех лет исследований (прилож. 49 - 54).
Фаза весеннего кущения. Весеннее возобновление вегетации у растений озимой пшеницы фиксируются, как правило, при устойчивом переходе среднесуточных температур через + 5 С в сторону повышения [206, 112, 207]. Так, эта фаза отмечалась: в 2014 году – 13 апреля, в 2015 году – 8 апреля, а в 2016 году – 29 марта. Посевы приобретали интенсивную зелную окраску, начинался вначале активный рост корней, а затем – вегетативной части.
Продолжительность весеннего кущения зависела от применения микроудобрений, гербицида, баковой смеси микроудобрений, а так же от погодных условий. Так, при применении только микроудобрений весеннее кущение в 2014 году продолжалось – 29 дней (25 дней на контроле); в 2015 году – 32 дня (27 дней на контроле) и в 2016 году – 26 дней (22 дня на контроле). Применение баковой смеси гербицида и микроудобрений несколько уменьшили срок весеннего кущения, так в 2014 году – 27 дней, в 2015 году – 31 день, в 2016 году – 24 дня. Обработка чистым гербицидом Балерина СЭ весной, незначительно, уменьшала продолжительность весеннего периода кущения.
В фазе весеннего кущения, растения озимой пшеницы получили в 2014 году 294,1 С; в 2015 году 314,0 С и в 2016 году 215,0 С эффективных температур выше +5 С. При этом средняя температура периода незначительно различались в зависимости от года – 11,5 – 11,6 С в 2014 году, 10,8 – 10,9 С в 2015 году и 9,4 – 9,6 С в 2016 году. Количество осадков в период весеннего кущения в 2014 и 2016 годах было практически равным – 26,0 и 24,0 мм при ГТК 0,9 и 1,1 и только в 2015 году этот показатель отличался более чем в 4 раза от других годов исследования – 106,0 мм и ГТК составил 3,4.
Формирование качества зерна сортов озимой пшеницы в зависимости от микроудобрений и сроков обработки гербицидом
Повышение пищевых и кормовых достоинств зерна – одна из важнейших задач на современном этапе развития в отрасли растениеводства сельскохозяйственного производства. Цена зерна на Мировом рынке неразрывно связана с содержанием в нм белка. Кроме того, реализация всех потенциальных возможностей улучшения качества зерна может существенно повысить обеспеченность населения высококачественными продуктами и сделать более эффективной трансформацию кормов в единицу прироста живой массы сельскохозяйственных животных [68, 71, 74, 214].
Задача повышения качества решается на стыке селекции и технологии. До сих пор не теряет актуальности проблема сочетания высокого урожая и качества зерна. Постоянная, осуществляемая человеком, эволюция сортов, опирающаяся на кардинальное улучшение технологических примов, является единственным способом устранения этого противоречия [214, 10].
Именно в этом ключе мы подходим к решению этой актуальной задачи. В настоящей работе рассматривается вопрос улучшения качества с использованием нового сорта озимой пшеницы Виктория 11 так и эффективных, в зоне исследований, технологических примов, учитывающих своеобразные почвенно-климатические особенности степной зоны чернозмных почв Волгоградской области.
В таблице 35 представлены средние за период 2014 – 2016 гг. показатели качества изучаемых сортов в зависимости от некорневой подкормки микроудобрениями в разные фазы развития озимой пшеницы. Их дифференциация по годам исследований отражена в приложениях 85 - 87.
Натура зерна, это индикатор на сложившиеся погодные условия в течение периода исследований и изучаемые элементы технологии. Е можно представить как интегральный показатель доступности для растения элементов питания и влаги. В нашем случае внесение различных микроудобрений и сроков их применения вместе с гербицидом оказало существенное влияние на показатели качество зерна.
В результате проведенных наблюдений установлено, что наилучший показатель натуры, в среднем за три года, был зафиксирован при использовании микроудобрения Омекс Био 20 – 776 и 792,5 г/дм3 на сорта Зерноградка 11 и Виктория 11 соответственно. Использование микроудобрений Вуксал микроплант, Омекс микромакс, а так же их смесь в равных количествах 0,5 л/га каждого, так же заметно улучшили натуру. На сортах Зерноградка 11 и Виктория 11 с использованием этих микроудобрений удалось добиться следующих показателей: на фоне Вуксала микроплант – 764 и 769 г/ дм3; на фоне Омекса микромакс – 768,3 и 771,3 г/ дм3; с обработкой смесевой композицией – 774,3 и 782,7 г/ дм3 соответственно. Необходимо отметить, что зафиксированные на контроле, в результате опытов, данные характеризуют влияние сорта на этот показатель: для сорта Зер-ноградка 11 он составил 749,7 г/ дм3, а для Виктории 11 – 762,7 г/ дм3.
Следующим важным показателем качества зерна является – стекловидность. Выявлена значимая зависимость е от варианта микроудобрений и сорта. Она является косвенным критерием оценки содержания белка, мукомольных и хлебопекарных показателей качества пшеницы. Стекловидное зерно всегда дат больше муки, крупы и лучше размалывается [54, 55, 189].
Стекловидность зерна составляла 73 – 82% на сорте Зерноградка 11 и 74,3 – 85,5% на сорте Виктория 11. Максимальные значения стекловидности отмечались на вариантах: 0,5 л/га Вуксал микроплант + 0,5 л/га Омекс микромакс – 81,7% на сорте Зерноградка 11 и 82,0% на сорте Виктория 11; Омекс Био 20 – 82,0% на сорте Зерноградка 11и 85,5% на сорте Виктория 11 соответственно. Влияние только сорта на величину стекловидности, на контроле, оказалось значительно ниже – 60% на Зерноградке 11 и 62% на Виктории 11.
Клейковина и белок зерна важнейшие показатели качества, величиной которых, в первую очередь, интересуются практики при оценке эффективности предпринимаемых технологических примов и выборе сорта. Это важнейшие наследственные и хозяйственно ценные признаки сортов пшениц. Однако, зависимость этих показателей качества от почвенно-климатических условий и особенно технологического процесса огромна [54,55, 189].
Содержание и качество клейковины в зерне пшеницы при использовании разных вариантов микроудобрений, в зависимости от сорта составило 29,0 – 32,0% с показателями ИДК – 74 – 62 ед., I группы на сорте Зерноградка 11 и 30,3 – 33,5% с ИДК – 74 – 57 ед., I группы на сорте Виктория 11соответственно. На контроле показатели качества зерна пшеницы значительно ниже в сравнении с вариантами с микроудобрениями и составили на Зерноградке 11 – содержание клейковины – 27,3%, ИДК – 84,3 ед., II группы, третьего класса; Виктории 11 – 28,3%, ИДК – 80,7 ед., II группы, третьего класса в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52554 – 2006 и ГОСТ Р 54478 – 2011.
Массовая доля белка в зерне пшеницы колебались от 13,6 до 14,2% на сорте Зерноградка 11 и от 14,3 до 15,0% на сорте Виктория 11, на вариантах с микроудобрениями. На контроле содержания белка были в пользу нового сорта озимой пшеницы Виктория 11 – 12,9% и 12,5% у Зерноградка 11. Превышение содержание белка на вариантах с микроудобрениями составляло на Зерноградка 11 – 1,1 – 1,9% и у Виктория 11 – 1,4 – 2,1% в сравнении с контролем (без микроудобрений).
На ухудшение качественных показателей зерна озимой пшеницы оказывает влияние – клоп-черепашка. Однако, в условиях проведения нашего опыта с использованием эффективной защиты растений от клопа-черепашки, заметного влияния на качество зерна этот фактор не оказал. Зафиксированные повреждения клопом-черепашкой находились в интервале 1,1 – 0,5% (Зерноградка 11) – 0,4 – 0,9% (Виктория 11). На контроле (без микроудобрений) этот показатель был максимальным – 0,9 – 1,1%, так как густота стояния продуктивного стеблестоя была ниже.
Учитывая, что зерно озимой пшеницы используется в основном для переработки в муку, наше зерно оценивалось по зольности – несгораемой части зерна. Как и при оценке предыдущих показателей качества, наилучшие результаты были получены на фонах с применением некорневой подкормки микроудобрениями, где показатели зольности соответствовали требованиям мукомольной промышленности – 1,9 – 1,8%. В вариантах с отсутствием микроудобрений (контроль) зольность значительно превышала норму и составила 2,3 – 2,1%.
Таким образом, можно констатировать, что наибольшее влияние на показатели качества зерна озимой пшеницы изучаемых сортов оказали виды микроудобрений и сорт. Наилучшие результаты были получены в результате сложения действия факторов сорта и микроудобрений, где вариант с использованием микроудобрения Омекс Био 20 и сорта Виктория 11 был наиболее эффективным.
В реальной производственной деятельности внесение микроудобрений, как правило, сопряжено с применением гербицидов для защиты посевов от сорной растительности. С целью изучения влияния данного агрономического прима на качество зерна озимой пшеницы были проведены наблюдения и исследования во втором двухфакторном опыте.
Применение обработки гербицидом Балерина, СЭ сыграло положительную роль в формировании такого важного показателя качества как натура. Она составила, на варианте с чистым гербицидом, 753 и 758 г/дм3 соответственно при осеннем и весеннем применении. На контроле было зафиксировано 748,0 и 750,3 г/дм3, в среднем за три года. Использование баковой смеси гербицида и микроудобрений, способствовало, значительному улучшению этого показателя. В зависимости от вида микроудобрений и сроков обработки посевов гербицидом Балерина, СЭ натура изменялась от 766,0 до 768,3 г/дм3 при осеннем применении и от 769,5 до 775,3 г/дм3 при весеннем применении (табл. 36; прилож. 88 – 90).
Показатель стекловидности так же зависел от условий опыта. Применение обработки растений озимой пшеницы чистым гербицидом Балерина, СЭ в осенний период привело к снижению по отношению к контролю – 66,0% на варианте с чистым гербицидом и 67,3% на контроле; при весеннем применении негативного влияния на этот показатель не отмечалось – 69,0% с гербицидом и 66,7% на контроле соответственно. Использование микроудобрений в качестве компонента смеси для обработки посевов озимой пшеницы кардинально увеличило показатели стекловидности по сравнению с ранее рассмотренными вариантами. При осеннем применении баковой смеси 73,7 – 82,0%, а при весеннем применении 76,0 – 84,5%.