Оценка доли влияния различных факторов на формирование урожая и технологические качества зерна растений яровой мягкой пшеницы в условиях северо-востока нечерноземной зоны России

Размещено на http://www.allbest.ru

Оценка доли влияния различных факторов на формирование урожая и технологические качества зерна растений яровой мягкой пшеницы в условиях северо-востока нечерноземной зоны России

А.А. Завалин, А.В. Пасынков, Е.Н. Пасынкова

Аннотация

продуктивность пшеница возделывание зерно

Методом трехфакторного дисперсионного анализа определяли долю влияния различных факторов (азотные удобрения, погодные условия и генотип) на продуктивность и технологические качества зерна различных сортов яровой мягкой пшеницы при возделывании в условиях Кировской области.

Summary

ESTIMATION OF THE PORTION OF DIFFERENT FACTORS EFFECTS ON HARVEST FORMATION AND TECHNOLOGICAL QUALITY OF SUMMER SOFT WHEAT CORN IN THE CONDITIONS OF NORTH-EAST OF THE RUSSIAN NONCHERNOZEM ZONE

A.A. Zavalin, A.V. Pasynkov, E.N. Pasynkova

By the method of three-factor variance analysis the authors determined the portion of different factors effect (nitrogen fertilizers, weather conditions and genotype) on productivity and technological quality of summer soft wheat corn during the cropping on Kirov oblast'. It was shown, that the plant dry mass, yield of the primary and side production and biological harvest to a greater extent are determined by nitrogen nutrition (30-59 %), weather conditions during vegetation (13-38 %), and also by the interaction between these factors. The following interrelations were revealed: formation of biological harvest, corn and straw in phase of complete ripeness is depended from genetic variety's peculiarities (factor's contribution - 8-14 %); the content of damp protein and gluten in corn to a great extent depend from application of nitrogen fertilizers (46 %) and genotype (21,8 %); the quality of gluten is determined by weather conditions (41,8 %).

Основная часть

Урожайность зерновых культур формируется в процессе взаимодействия между генотипом растений и условиями среды, характер которых в большинстве регионов не позволяет реализовать потенциальные возможности районированных сортов в связи с их низким адаптивным потенциалом (1). Показатели качества зерна различных сортов пшеницы также могут изменяться в зависимости от почвенно-климатических условий, доз и сроков внесения минеральных удобрений (2, 3). Известно, что такие важные показатели качества зерна, как содержание белка и клейковины, определяются особенностями сорта и условиями выращивания, а среди факторов модификационной изменчивости важнейшее значение имеет уровень азотного питания (4). Поэтому для решения вопросов, связанных с повышением качества зерна пшеницы, необходимо учитывать степень влияния различных факторов на основные технологические показатели (5).

В задачу нашей работы входила оценка доли влияния различных факторов (азотные удобрения, погодно-климатические условия и генотип) на формирование компонентов урожая и качество зерна у растений четырех сортов яровой мягкой пшеницы при возделывании на Северо-Востоке Нечерноземной зоны России.

Методика. Исследования проводили в течение 3 лет в условиях Кировской области методом расщепленных делянок (6) в 3-кратной повторности при рендомизированном размещении на дерново-подзолистой среднесуглинистой слабокислой почве с повышенным содержанием подвижного фосфора и калия при внесении до посева азотных удобрений в различных дозах (N0, N60, N90 и N120) на фоне фосфорно-калийных удобрений в дозе Р45К60; предшественник -- пласт клевера одногодичного использования. Объектом исследования служили сорта яровой мягкой пшеницы Иргина (НПО «Среднеуральское»), Крепыш (Вятская ГСХА), Энита (НПО «Подмосковье») и Ленинградка (Северо-Западный НИИСХ).

Определяли биомассу растений по фазам вегетации (кущение, выход в трубку, цветение); биологический урожай, урожай зерна и соломы (г сухого вещества/100 растений) (7); элементы структуры урожая -- общее количество растений и число продуктивных стеблей на единице площади (шт/м2), число зерен в колосе, массу зерна с одного колоса (г), высоту растения (см) (8); содержание общего азота по Кьельдалю, сырого белка -- расчетным методом (коэффициент 5,7); содержание сырой клейковины и ее качество (в единицах прибора ИДК-1) -- по ГОСТ 13586.1-68; содержание сырой золы -- по ГОСТ 10847-74; массу 1000 зерен -- по ГОСТ 10842-76; натуру зерна -- по ГОСТ 10840-64; стекловидность -- на диафаноскопе по ГОСТ 10987-76.

Вегетационный период 1994 года характеризовался избыточным увлажнением и пониженными по сравнению со среднемноголетними температурами (ГТК = 2,84); 1995 год -- нормальным увлажнением в начальный период развития растений (посев--кущение), засухой до цветения и избыточным количеством осадков в период налива зерна (ГТК = 1,43); 1996 год -- умеренным увлажнением и достаточной теплообеспеченностью (ГТК = 1,56) при равномерном выпадении осадков в первую (до цветения) и пониженным количеством -- во вторую половину вегетации.

При обработке данных использовали алгоритм расчетов STAT на основе трехфакторного дисперсионного анализа (9).

Результаты. При различных дозах азотных удобрений (кроме N120) было отмечено существенное повышение урожайности сортов яровой мягкой пшеницы во все годы исследований. Достоверная прибавка урожайности зерна при внесении N90 до посева (по сравнению с N60) была получена только на третий год исследований в посевах сортов Иргина, Крепыш и Энита. Наибольшая урожайность зерна была выявлена у сорта интенсивного типа Энита (5,15 т/га), наименьшая -- у сорта Ленинградка (4,37 т/га); урожайность сортов Крепыш и Иргина составляла соответственно 4,67 и 4,45 т/га. Содержание сырого белка и клейковины в зерне всех изучаемых сортов пшеницы увеличивалось (хотя и непропорционально) при возрастании доз азота, однако при этом наблюдалась тенденция к снижению качества клейковины. Наибольшим содержанием сырого белка и клейковины высокого качества характеризовалось зерно скороспелого сорта Иргина (в среднем по опыту соответственно 12,2 и 27,1 %), наименьшим -- сорта Энита (соответственно 9,5 и 21,3 %); у сортов Крепыш и Ленинградка эти показатели составляли соответственно 10,6 и 23,8; 10,8 и 24,1 %. Наибольший вклад (50,99 %) в формирование урожайности растений яровой пшеницы вносили азотные удобрения (табл. 1). Доля влияния погодных условий была довольно значительной и составляла 25,84 %, доля влияния генотипа в общей совокупности фиксированных и случайных факторов -- 10,98 %. Вклад при взаимодействии факторов год--агрофон, год--генотип и агрофон--генотип был достоверным, но незначительным (2,29-4,10 %).

Таблица 1 Оценка доли влияния различных факторов на формирование элементов структуры урожая растений яровой мягкой пшеницы (%)

Общее количество растений и густота продуктивного стеблестоя в основном определялись азотным питанием (доля влияния составляла соответственно 48,16 и 43,10 %) и взамодействием факторов год--генотип (соответственно 20,70 и 10,26 %). Вклад генотипа в формирование этих элементов структуры урожая был незначительным -- соответственно 5,23 и 2,27 %. Масса зерна с одного колоса в бульшей мере зависела от дозы азотных удобрений (30,96), в меньшей -- от сортовых особенностей и погодных условий в период вегетации (соответственно 21,84 и 17,98 %).

Известно, что число зерен в колосе определяется генотипом сорта и наряду с массой зерновки (в нашем эксперименте -- массой 1000 зерен) является наиболее стабильным элементом структуры урожая, величина которого может поддерживаться на уровне, близком к генетическому потенциалу (10, 11). В наших исследованиях число зерен в колосе также в основном зависело от генотипа (вклад этого фактора -- 40,16 %), довольно значительной была доля влияния азотных удобрений (13,78 %), в меньшей степени этот показатель определялся погодными условиями и взаимодействием факторов год--агрофон и агрофон--генотип. Высота растений в основном определялась погодными условиями в период вегетации и морфологическими особенностями сортов (соответственно 43,04 и 24,96 %) и в меньшей степени -- внесением азотных удобрений (21,12 %).

Отмечена зависимость сухой биомассы растений пшеницы по фазам вегетации от азотного питания (30-52 %) и погодно-климатических условий (24-38 %), а также взаимодействия этих факторов (6-15 %) (табл. 2). При этом в фазу кущения доля влияния взаимодействия факторов год--генотип составляла 14,6 %, что связано с гидротермическими услови-ями и реакцией растений на влагообеспеченность и температуру воздуха на ранних этапах онтогенеза.

Урожай основной и побочной продукции и биологический урожай так же, как и сухая биомасса растений по фазам вегетации, в значительной степени зависели от дозы азотных удобрений и погодных условий -- соответственно на 45-59 и 13-24 %. Однако в отличие от биомассы растений (период активной вегетации) на формирование биологического урожая, зерна и соломы (фаза полной спелости) оказывали влияние генотипические особенности сортов (8-14 %). Доля влияния взаимодействия факторов год--генотип на формирование урожая зерна была ниже (3 %), чем на формирование биологического урожая (10 %) и урожая соломы (около 12 %). Доля влияния взаимодействия факторов год--агрофон и агрофон--генотип на формирование урожая зерна и соломы была достоверной, но незначительной (1,6-4,5 %).

Таблица 2 Оценка доли влияния различных факторов на формирование урожая, образование сухой биомассы растений яровой мягкой пшеницы и содержание в них общего азота по фазам вегетации в зависимости от уровня азотного питания (%)