Качество зерна яровой пшеницы, возделываемой с применением спутниковых навигационных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Качество зерна яровой пшеницы, возделываемой с применением спутниковых навигационных систем

Шерстобитов С.В., Абрамов Н.В.

Государственный аграрный университет Северного Зауралья

Аннотация

В материалах данной статьи показаны результаты определения качества зерна яровой пшеницы, возделываемой с применением спутниковых навигационных систем в условиях Северной лесостепи Тюменской области. Рассмотрены способы внесения минеральных удобрений и их влияние на урожайность яровой пшеницы, массу 1000 зерен, натуру зерна, стекловидность, количество и качество клейковины. Дифференцированное внесение азотных удобрений на планируемую урожайность 3,0 т/га позволяет увеличивать урожайность на 2,4%, количество клейковины - на 8,9% и ее качество - на 2,0% относительно традиционного способа внесения. Внесение азотных удобрений, независимо от способа внесения, снижает натуру зерна на 2-40 г/л относительно контроля. Масса 1000 зерен имеет среднюю связь с урожайностью r=0,44 и высокую степень выравненности по элементарным участкам поля. Выявлена максимальная стекловидность зерна 54,7% на варианте с дифференцированным внесением азотных удобрений в режиме off-line на планируемую урожайность 3,0 т/га.

Ключевые слова: ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЕ ВНЕСЕНИЕ АЗОТНЫХ УЛОБРЕНИЙ, РЕЖИМ OFF-LINE, ЯРОВАЯ ПШЕНИЦА, УРОЖАЙНОСТЬ, КАЧЕСТВО ЗЕРНА, ТОЧНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

Введение

Повышение урожайности и качества зерна пшеницы в условиях Северного Зауралья связано с разработкой эффективных элементов технологий, дающих возможность увеличивать сборы зерна и обеспечивающих рентабельность производства [1-3].

Следует отметить, что качество зерна напрямую зависит от природно-климатических условий, данный фактор - нерегулируемый [4-6].

Значению сорта в повышении качества и урожайности яровой пшеницы уделяют внимание многие селекционеры. Выведено большое количество сортов яровой пшеницы, имеющих высокие технологические свойства зерна. В настоящее время в Тюменской области допущен к использованию сорт яровой мягкой пшеницы Новосибирская 31, относящийся к среднераннее спелому [7-12].

Реализация генетического потенциала сорта для получения максимально возможного урожая с заданными параметрами его качества невозможна без оптимизации минерального питания сельскохозяйственных культур. Особое место занимает азотное питание с более высоким содержанием доступных форм фосфора и калия и оптимальной рН почвы [13-15].

В век цифровой экономики, когда развивается роботизация и автоматизация в отрасли сельского хозяйства, такой трудно регулируемый фактор, как почвенное плодородие, дает уникальную возможность детализировать и доносить необходимые вещества до конкретного участка поля [16-19].

Цель исследований - установить возможность получения планируемой урожайности яровой пшеницы с высокими показателями качества зерна при дифференцированном способе внесения аммиачной селитры в режиме off-line.

Объекты и методы

качество зерно яровая пшеница

Погодные условия в период исследований формировались разнообразные, что типично для Западной Сибири [20]. В 2017 и 2018 годах условия были благоприятными для возделывания яровой пшеницы, температура воздуха за 104-106 дней была ниже среднемноголетних значений, сумма эффективных температур удовлетворяла потребности в тепле, количество осадков - 247,8-281,5 мм, ГТК составил 1,5-1,6, что свидетельствует о достаточном увлажнении.

Структура почвенного покрова, наряду с его зонально-провинциальным строением, представляет собой всеобщую форму пространственного размещения почв, которая выявляется определенным образом чередующимися и в разной степени генетически связанными ареалами различных классификационных групп, создавая неповторимые контуры, или почвенные комбинации [21].

Почва опытно-производственного поля - чернозём выщелоченный. Содержание гумуса в пахотном слое (0-30 см) варьирует от 7,65 до 9,05 %. Валовое содержание азота в пахотном слое составляет 0,43-0,44 %, в слое 30-50 см - 0,18-0,21 %, что указывает на резкую дифференциацию профиля по данному показателю. Высокая сумма обменных оснований в пахотном слое - 31,4-34,0, гидролитическая кислотность - 3,5-3,8 мг-экв/100 г почвы. Плотность сложения пахотного слоя чернозема выщелоченного - 1,07-1,25 г/см3. Объем порового пространства соответствующий полной влагоемкости в метровом слое варьирует в пределах 42-57 %. Диапазон активной влаги (НВ-ВРК) в слое 0-30 см составляет всего 35-40 мм [17, 18].

Научно-производственный опыт проводился на двух полях с одним типом почв. Это обусловлено тем, что исследования проводились в севообороте, который развернут во времени и пространстве на полях учебно-опытного хозяйства ГАУ Северного Зауралья. Опыт проводился в типичном для северной лесостепи звене севооборота: кукуруза - пшеница - пшеница [18, 19].

Площадь поля № 63 - 46,6 га (площадь опыта 37,5 га), № 76 - 36,1 га (площадь опыта 22,5 га) площадь элементарных участков варьировала от 1,5 до 3,0 га. Данная площадь элементарных участков связана с производственной необходимостью при использовании широкозахватной техники и выявлении контрастности почвенной пестроты в нутрии поля [18, 19].

Оценка эффективности дифференцированного внесения минеральных удобрений с применением навигационной системы проводилась на 5 вариантах, которые были разделены на элементарные участки. Согласно картосхеме, отобраны почвенные образцы в слое почвы 0-40 см, определены запасы элементов питания и рассчитаны нормы внесения аммиачной селитры (табл. 1).

Агрохимические свойства почв определяли стандартными методами, применяемыми в агрохимслужбе России: содержание подвижных форм фосфора и калия в черноземах выщелоченных и типичных - по методу Чирикова (ГОСТ 26204-91); содержание нитратного азота - ионометрическим методом (ГОСТ 26951-86); расчет доз минеральных удобрений проводили методом элементарного баланса. Определены основные показатели качества зерна по стандартным методикам: масса 1000 зерен - ГОСТ ISO 520-2014; натурный вес - ГОСТ 10840-64; стекловидность - ГОСТ 10987-76; сырая клейковина и ее качество - ГОСТ 13586.1-68. Математическую обработку полученных данных проводили по Б.А. Доспехову, а также с помощью компьютерных программ Excel и Snedecor.

Таблица 1. Схема опыта, нормы внесения аммиачной селитры по номерам элементарных участков

Агротехника в опыте

Основная обработка почвы проводилась осенью после уборки предшествующей культуры плугом К-744 + ПН-8-35 на глубину 22-27 см. Весной при наступлении физической спелости почвы проводилось ранневесеннее боронование в два следа агрегатом Т-150+СП-11+22БЗСС-1,0. Высевалась яровая пшеница в оптимальный для лесостепной зоны период 15-20 мая на глубину 5-6 см посевным комплексом John Deere 730 в агрегате с трактором New Holland с нормой высева 6,2 млн. всхожих семян яровой пшеницы сорта Новосибирская 31. Подкормку проводили в фазу кущения яровой пшеницы на основании тканевой диагностики, использовали аммиачную селитру, вносили поверхностно навесным разбрасывателем «AMAZONE-500» в агрегате с трактором ЮМЗ-6 с применением спутниковых навигационных систем. Уборку проводили прямым комбайнированием в фазу полной спелости яровой пшеницы с измельчением соломы.

Результаты и их обсуждение

В период исследований (2017-2018 гг.) урожайность яровой пшеницы сорта Новосибирская 31 на вариантах с внесением азотных удобрений (аммиачная селитра) составляла 4,1-4,6 т/га, что выше контроля (без внесения) на 0,7-1,2 т/га. Высокий потенциал чернозёма выщелоченного позволяет получить 3,4 т/га без внесения минеральных удобрений, пестрота урожайности по элементарным участкам - 84,0-89,0 % (табл. 2).

Таблица 2. Урожайность, количество и качество клейковины, в зависимости от способа внесения минеральных удобрений

Дифференцированное внесение минеральных удобрений в режиме off-line на планируемую урожайность яровой пшеницы 3,0 т/га в среднем за два года позволило получить 4,2 т/га. Однако в 2017 году получена прибавка 0,1 т/га с экономией аммиачной селитры до 21%, а в 2018 году прибавка возросла до 0,3 т/га, экономия удобрений - всего 8,0% относительно традиционного способа внесения (средняя норма по варианту), при этом урожайность выше планируемой и достигает 40,0%.

В условиях Северной лесостепи на черноземных почвах сорт яровой пшеницы Новосибирская 31 в среднем за 2 года дал урожайность 3,4 т/га с массовой долей сырой клейковины 26,3% и её качеством второй группы - 89,2%.

Дифференцированное внесение азотных удобрений на планируемую урожайность 3,0 т/га позволяет увеличивать урожайность яровой пшеницы на 2,4%, количество клейковины - на 8,9% и ее качество - на 2,0% относительно внесения средней дозы по полю.

Дифференцированное внесение подкормки в режиме off-line на планируемую урожайность яровой пшеницы 4,0 т/га увеличивает урожайность на 7,0%, количество клейковины - на 6,8%, а ее качество остается на прежнем уровне относительно дифференцированного внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность 4,0 т/га без внесения подкормки.

В ранее проведенных исследованиях Р.И. Белкиной, Г.М Исуповой установлено, что в условиях Тюменской области азотная подкормка в фазу кущения повышает урожайность яровой пшеницы на 0,32-0,35 т/га и содержание клейковины в зерне - на 2,8-3,5 %. Данная технология в наших исследованиях рассматривается как традиционный способ внесения азотной подкормки [4].

Как известно, чем выше натура зерна, тем меньше в зерне оболочек и больше эндосперма. Пшеница с низкой натурой дает пониженный выход ценной продукции. В среднем за 2 года исследований на контроле сформировалась высокая натура зерна 785 г/л, внесение азотных удобрений, независимо от способа внесения, снижает натуру зерна на 2-40 г/л относительно контрольного варианта. Выравненность признака - высокая 94%, корреляция с урожайностью (r=0,52) - средняя (табл. 3).

Стекловидность - это косвенный показатель мукомольных качеств. Согласно ГОСТу, стекловидность зерна яровой пшеницы должна быть не ниже 60% Стекловидность контролируется генетически, проявление ее зависит от почвенно-климатических условий. В сухие жаркие годы яровая пшеница формирует высокую стекловидность, что нельзя сказать о погодных условиях 2017-2018 гг.

Применение азотных удобрений увеличивает стекловидность на 1-8 %. Выявлена максимальная стекловидность за весь период исследований на варианте с дифференцированным внесением азотных удобрений на планируемую урожайность 3,0 т/га. В почвенно-климатических условиях 2017 года стекловидность варьировала от 43 до 50 % при НСР05=6,14, коэффициент вариации не превышал 9,7% - выравненность признака средняя.

Таблица 3. Натура, масса 1000 зерен и стекловидность яровой пшеницы в зависимости от способа внесения минеральных удобрений

В условиях 2018 года получено более стекловидное зерно яровой пшеницы 47,3-64,3 %, на вариантах с дифференцированным внесением азотных удобрений на планируемую урожайность 3,0 и 4,0 т/га (без подкормки) получили максимальную стекловидность 60,7-64,3 % при НСР05=27,84, пестрота признака значительная.

Наиболее стабильный показатель - масса 1000 зерен, имеющий среднюю связь r=0,44 с урожайностью. В 2017 году коэффициент вариации - в пределах от 0,2 до 2,3 % на всех вариантах, а масса была 32,4-32,8 грамм при НСР05=0,57, в 2018 году незначительно повышается коэффициент вариации, и масса 1000 зерен увеличилась на 3,8-5,7 грамм при НСР05=1,29 относительно 2017 года.

Выводы

Дифференцированное внесение азотных удобрений на планируемую урожайность 3,0 т/га позволяет увеличивать урожайность на 2,4%, количество клейковины - на 8,9% и ее качество - на 2,0% относительно традиционного способа внесения.

Дифференцированное внесение подкормки в режиме off-line на планируемую урожайность яровой пшеницы 4,0 т/га увеличивает урожайность на 7,0%, количество клейковины - на 6,8%, а ее качество остается на прежнем уровне относительно дифференцированного внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность 4,0 т/га без внесения подкормки.

Внесение азотных удобрений, независимо от способа внесения, снижает натуру зерна на 2-40 г/л относительно контрольного варианта (784,5 г/л). Выравненность признака - высокая (94%), корреляция с урожайностью r=0,52) - средняя.

Масса 1000 зерен имеет среднюю связь с урожайностью (r=0.44) и высокую степень выравненности по элементарным участкам поля, масса 1000 зерен варьировала от 32,4 до 38,5 грамм по всем исследуемым вариантам.

Выявлена максимальная стекловидность зерна на варианте с дифференцированным внесением азотных удобрений в режиме off-line на планируемую урожайность 3,0 т/га - 54,7 %, применение азотных удобрений увеличивает стекловидность на 1-8 % относительно контроля.

Список использованных источников

1. Федоренко В.Ф., Сапожников С.Н., Петухов Д.А. и др. Научные основы производства высококачественного зерна пшеницы. - Москва. - 2018. - 396 с.

2. Тоболова Г.В., Летяго Ю.А., Белкина Р.И. Оценка сортов мягкой яровой пшеницы потехнологическим свойствам и биохимическим признакам // Агропродовольственная политика России. - 2015, № 5 (41). - С. 64-67.

3. Юшкевич Л.В., Пахотина И.В., Чибис В.В. Влияние предшественников и технологии возделывания на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири // АгроЭкоИнфо. - 2018, № 2. -http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2018/2/st_203.doc.

4. Белкина Р.И., Исупова Г.М. Факторы повышения качества зерна пшеницы в условиях Северного Зауралья // Зерновые культуры. Зерновое хозяйство. - 1999, № 6. - С. 16-19.

5. Логинов Ю.П., Казак А.А. Урожайность и качество зерна коллекционных сортов яровой мягкой пшеницы селекции Красноярского ГАУ, по разным предшественникам в лесостепной зоне тюменской области // Агропродовольственная политика России. - 2017, № 3 (63). - С. 48-56.

6. Милащенко Н.З., Трушкин С.В. Резервы производства высококачественного зерна пшеницы в Российском земледелии // Земледелие. - 2018, № 7. - С. 30-33.

7. Казак А.А., Логинов Ю.П., Шаманин В.П., Юдин А.А. Селекция адаптивных сортов яровой пшеницы в Сибири // Зерновое хозяйство России. - 2015, № 1. - С. 26-30.

8. Казак А.А., Логинов Ю.П. Сравнительное изучение среднеспелых и среднепоздних сортов сильной пшеницы сибирской селекции в лесостепной зоне тюменской области // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2018, № 6 (67). - С. 33-41.

9. Логинов Ю.П., Казак А.А., Юдин А.А. Сортовые ресурсы яровой мягкой пшеницы в Западной Сибири и совершенствование их на перспективу // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2012, № 3 (226). - С. 18-24.

10. Тоболова Г.В. Сортовые качества семян // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2018, № 8. - С. 70-73.

11. Казак А.А., Логинов Ю.П. Урожайность и качество зерна среднеспелых и среднепоздних ценных сортов яровой мягкой пшеницы сибирской селекции в северной лесостепи Тюменской области // АгроЭкоИнфо. - 2019, №1. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2019/1/st_106.doc.

12. Моисеева К.В. Сравнительная продуктивность сортов яровой мягкой пшеницы в северной лесостепи Тюменской области // Сб.: Актуальные проблемы сельского хозяйства горных территорий VI-й Международной научно-практической конференции. - 2017. - С. 38-41.

13. Абрамов Н.В., Еремин Д.И. Проблемы получения максимально возможной урожайности яровой пшеницы в условиях Северного Зауралья // Аграрный вестник Урала. - 2009, № 1 (55). - С. 31-34.

14. Белкина Р.И., Ахтариева Т.С., Кучеров Д.И., Масленко М.И., Савченко А.А., Моисеева К.В. Продуктивность и качество зерна яровой мягкой пшеницы в Северном Зауралье. - Тюмень. - 2017. - 188 с.

15. Тоболова Г.В., Асташева Н.А. Создание исходного материала для селекции пшеницы методом отдаленной гибридизации в условиях Северного Зауралья // Аграрный вестник Урала. - 2008, № 6 (48). - С. 36-37.

16. Абрамов Н.В., Шерстобитов С.В. Дифференцированное внесение удобрений с использованием спутниковой навигации // Агрохимия. - М. - 2018, № 9. - С. 40-49.

17. Измайлов А.Ю., Годжаев З.А., Сычев В.Г., Афанасьев Р.А. Робототехника в агрохимии точного земледелия // Плодородие. - 2018, № 1 (100). - С. 53-57.

18. Шерстобитов С.В. Дифференцированное внесение азотных удобрений с использованием систем спутниковой навигации. Автореферат дис. ... кандидата сельскохозяйственных наук / Всерос. науч.-исслед. ин-т агрохимии им. Д.Н. Прянишникова. - Москва. - 2015. - 22 с.

19. Шерстобитов С.В. Дифференцированное внесение азотных удобрений с использованием систем спутниковой навигации. Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.04. - Агрохимия / Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова РАСХН. - Москва. - 2015. - 205 с.

20. Иваненко А.С., Кулясова О.А. Агроклиматические условия Тюменской области // Изд-во ТГСХА. - Тюмень. - 2008. - 206 с.

21. Каретин Л.Н. Почвы Тюменской области // Наука. Сибирское отделение. - Новосибирск. - 1990. - 286 с.

Размещено на Allbest.ru