Влияние отдельных элементов агротехнологии на продуктивность твердой пшеницы в южной лесостепи Омской области
Пшеница — важнейшая сельскохозяйственная культура в мире. Ее потребляют в пищу свыше половины населения земного шара, среди зерновых она занимает ведущее место по площадям и валовому сбору зерна. Посевные площади пшеницы в России составляют около 40 млн га., валовые сборы — 40–50 млн т.
В последнее время сельхозтоваропроизводители проявляют повышенный интерес к возделыванию твердой пшеницы. Зерно этой культуры является сырьем для изготовления высококачественных макаронных изделий, продуктов детского и диетического питания.
В Омской области для полного обеспечения зерном яровой твердой пшеницы (с учетом семенных и страховых фондов) площадь посева этой культуры должна составлять не менее 70 тыс. га, а для обеспечения северных регионов Западной Сибири и экспорта ее необходимо расширить до 100–120 тыс. га.
Вследствие недостаточного производства зерна твердой пшеницы в последние годы большая часть макаронных изделий и круп изготавливается из зерна мягкой пшеницы, что существенно снижает их вкусовые, питательные и потребительские свойства.
Ранее в южной лесостепи Западной Сибири проводились исследования отзывчивости яровой твердой пшеницы на внесение минеральных удобрений и изменение сроков ее посева. В результате было установлено, что оптимальные сроки посева данной культуры приходятся в большинстве лет на 15–25 мая, а в отдельные годы наблюдается преимущество раннего (4–8 мая), среднего (15–16 мая) или позднего (27 мая) сроков посева.
Однако в предыдущих исследованиях отсутствуют данные о развитии корневой системы культуры в зависимости от срока посева и внесения минеральных удобрений. При этом правильно выбранный срок посева на фоне минерального питания способствует мощному развитию корневой системы, что может благоприятно отразиться на формировании элементов продуктивности культуры.
Цель работы — определение влияния отдельных элементов агротехнологии на рост, развитие и продуктивность твердой пшеницы в южной лесостепи Омской области.
Материалы и методы исследования
Полевой опыт был заложен в 2019–2021 гг. на учебно-опытном поле учебно-опытного хозяйства Омского ГАУ, расположенном в южной части лесостепи Омской области, г. Омска.
Почва опытного участка — лугово-черноземная среднемощная малогумусовая среднесуглинистая.
Посев проводили в три срока сеялкой ССФК-7 с коэффициентом высева 4,0 млн всхожих зерен на 1 га на глубину 5–6 см с последующим прикатыванием почвы кольчато-шпоровыми катками. При посеве вносили удобрения.
В фазу кущения растения обрабатывали баковой смесью «Агритокс» 1 л/га (МЦПА), («Байер», Австрия) и «Пума Супер 100» 0,5 л/га (мефенпирдиэтил + феноксапроп-П-этил), («Байер», Россия). Предшественник — чистый пар.
Сорт твердой пшеницы Омский изумруд включен в Госреестр по Западно-Сибирскому региону, отличается высокой и стабильной продуктивностью, засухоустойчивостью, устойчивостью к болезням и хорошим качеством зерна.
Схема опыта
Фактор А — срок посева:
1. 13–15 мая (ранний срок посева).
2. 20–23 мая (средний срок посева).
3. 25 мая — 3 июня (поздний срок посева).
Фактор В — фон питания:
1. Контроль (без удобрений).
2. Карбамид 100 кг/га (N40).
3. Аммофос 100 кг/га (N12P52).
Морфофизиологическую оценку корневой системы яровой твердой пшеницы проводили по методике CIMMYT. Оценки, учет и наблюдения проведены в соответствии с методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Математическая обработка данных, включающая перерасчет достоверности признака и корреляционный анализ, проведена по методике Б.А. Доспехова и в приложении Exсel (США).
Результаты и обсуждение
Погодные условия периода вегетации 2019 года можно охарактеризовать как засушливые (гидротермический коэффициент составлял 0,96), условия 2020 и 2021 годов — как очень засушливые (ГТК 0,65 и 0,64 соответственно).
В таких условиях показатель густоты стояния растений в период всходов культуры в опыте находился от 129,5 до 291,0 шт/м2 (табл. 1).
В 2019 году более высокими показателями густоты стояния растений в период всходов отличались контрольные варианты при раннем и среднем сроках посева. При позднем сроке посева большая густота стояния растений отмечалась в варианте с внесением аммофоса (на 5,0–6,9% выше по сравнению с другими вариантами этого срока посева).
В условиях 2020 года, наоборот, при раннем и среднем сроках посева по количеству растений выделились варианты с внесением аммофоса, а при позднем сроке — контрольный вариант, значения которого на 1,5–4,5% превышали значения других вариантов этого срока посева.
В 2021 году большее количество растений в период всходов при всех сроках посева отмечалось на контроле — 243,0, 224,8 и 220,3 шт/м2 соответственно.
От равномерности всходов зависят дальнейший рост и развитие растений. Полевая всхожесть характеризует количество всходов, выраженное в процентах к количеству высеянных всхожих семян. В данных исследованиях этот показатель во все годы и на всех вариантах был невысоким и составил от 32,4% (2019 год, средний срок посева с внесением аммофоса) до 72,8% (2020 год, поздний срок посева без удобрений).
В среднем за 2019–2021 гг. полевая всхожесть по всем срокам посева выше была в вариантах без внесения удобрений. Это можно объяснить тем, что при недостатке влаги внесенные при посеве удобрения карбамид и аммофос не дали положительного эффекта и даже несколько ослабили первоначальный рост и развитие растений.
Сохранность растений на дату уборки находилась от 51,3 до 83,4% (табл. 2), при этом сохранность растений всех сроков посева на удобренных фонах оказалась выше, чем в вариантах без внесения удобрений. Данный показатель в условиях 2020 года выше на 3,3%, чем в условиях 2019-го, и на 4,2% — 2021 года.
В 2019 году по показателю сохранности растений при раннем и позднем сроках посева выделился вариант с внесением карбамидного удобрения (63,7% и 72,1% соответственно), а при среднем сроке посева — вариант с внесением аммофоса (83,4%).
В условиях 2020 года по всем срокам посева выше сохранность растений к уборке была в вариантах с внесением карбамида (72,9%, 76,3% и 71,6% соответственно). В 2021 году при раннем и среднем сроках посева большим процентом сохранившихся растений отличился вариант с внесением карбамидного удобрения (67,4% и 71,4% соответственно), а при позднем сроке — вариант с внесением аммофоса (61,0%).
Установлено, что у яровой твердой пшеницы полевая всхожесть семян не всегда определяет число растений к уборке. Только в 2019 году выявлена положительная корреляционная зависимость средней степени (r = 0,51) между количеством всходов и растений к моменту уборки на 1 м2. В остальные годы исследований такая связь была слабой или отсутствовала. Причиной этого является слабая устойчивость яровой твердой пшеницы к стрессовым факторам в период вегетации культуры. Однако была установлена существенная связь средней степени между количеством растений на дату уборки и густотой продуктивного стеблестоя (r = 0,69) (рис. 1).
Полевая всхожесть и сохранность растений совместно характеризуют показатель выживаемости. В данных исследованиях в среднем по срокам посева низкой выживаемостью растений отличился контрольный вариант (рис. 2). Исключение составил средний срок посева, когда на контрольном варианте выживаемость оказалась выше на 1,5%, чем в варианте с внесением аммофоса. Варианты с минеральным питанием показывали более высокие проценты выживаемости растений. В среднем за 2019–2021 гг. этот показатель находился в пределах от 34,8 до 38,8%.
Наиболее высокие показатели выживаемости растений отмечались на всех фонах питания при среднем сроке посева. Данный показатель превысил на 1,0–2,0% выживаемость растений раннего и позднего сроков посева. Необходимо отметить, что варианты с внесением карбамида отличались более высокими показателями выживаемости растений. Исключение составил вариант с внесением аммофоса при позднем сроке посева.
Существенное влияние на рост, развитие и продуктивность растений оказывает развитие корневой системы (табл. 3).
Длина главного корня и суммарная длина корней в условиях 2021 года в среднем на 30% превышают аналогичные показатели, полученные в условиях 2020 года. Это можно объяснить засушливыми условиями вегетационного периода 2021 года, растения сформировали длинные корни для поглощения труднодоступной влаги из глубоких слоев почвы. В таких условиях корни не только удлиняются в поисках более плодородных горизонтов, но и начинают интенсивно ветвиться, чтобы увеличить площадь всасывания.
По этой причине в 2021 году показатели площади и объема корневой системы выше, чем в 2020 году. Количество корневых волосков характеризует поглотительную способность корневой системы: чем их больше, тем выше поглотительная способность. Острозасушливые условия 2021 года способствовали образованию большего количества корневых волосков в сравнении с 2020-м. В среднем в условиях 2020 года по морфофизиологическим параметрам развития корневой системы яровой твердой пшеницы выделился ранний срок посева, в условиях 2021 года — поздний.
Высокие показатели морфофизиологических параметров корневой системы чаще отмечались в вариантах с внесением аммофоса (в 60 случаях из 100). В вариантах с внесением карбамида частота лучшего развития параметров корневой системы составляет 23%, а на контрольном варианте — 16%.
При анализе зависимости выживаемости растений яровой твердой пшеницы от параметров развития корневой системы были установлены обратные корреляционные связи (рис. 3).
Это свидетельствует о том, что при сокращении количества растений на единице площади показатели всех исследуемых морфофизиологических параметров корневой системы увеличиваются. В конечном итоге основным показателем, характеризующим условия роста и развития растений, является продуктивность. Показатель продуктивности культуры в опыте находился в пределах от 0,69 т/га (вариант с внесением карбамида при позднем сроке посева в 2021 году) до 3,24 т/га (вариант с внесением аммофоса при позднем сроке посева в 2020 году) (табл. 4).
Метеорологические условия периода вегетации 2020 года были более благоприятными по влагообеспечению, соответственно, и уровень продуктивности в этом году оказался выше, чем в 2019-м и 2021-м. Отсутствие дождей в период «всходы — кущение» и низкий уровень запасов продуктивной влаги в почве перед посевом существенно снизили урожайность культуры в среднем по опыту.
В среднем по срокам высева выделился вариант с ранним сроком, урожайность здесь составила 1,72 т/га, что на 0,03 т/га выше урожайности среднего срока посева и на 0,15 т/га выше урожайности позднего срока посева.
Следует отметить, что в засушливые годы при недостатке влаги минеральные удобрения практически не действовали, однако выпавшие осадки в июле — августе повлекли удлинение вегетационного периода растений позднего срока посева.
По урожайности контрольного варианта выделился ранний срок посева — 1,67 т/га, что на 0,17 т/га больше, чем при других сроках посева. При внесении аммофосного удобрения урожайность большей была при раннем сроке посева (на 0,02 т/га больше урожайности среднего срока посева и на 0,12 т/га — позднего срока). При внесении карбамида большая урожайность отмечалась при среднем сроке посева — 1,82 т/га, что выше на 0,08 т/га по сравнению с урожайностью посевов раннего срока высева и на 0,26 т/га — позднего срока.
Выводы
Таким образом, в засушливых условиях периода вегетации внесение минеральных удобрений может снизить показатель всхожести яровой твердой пшеницы, но при этом способствует лучшей сохранности растений и увеличивает степень их выживаемости.
Внесение удобрения аммофос (100 кг/га) обеспечивает более мощное развитие корневой системы яровой твердой пшеницы. В целом в засушливых условиях у растений пшеницы наблюдается увеличение длины, объема, площади корневой системы и количества корневых волосков.
Уровень урожайности культуры зависит от фона питания на каждом сроке посева. Если в варианте без внесения удобрений лучшие показатели урожайности отмечаются при раннем сроке посева, то при посеве яровой твердой пшеницы с внесением азотных удобрений — при среднем сроке посева, а с внесением азотно-фосфорных удобрений — при раннем и позднем сроках посева.
Об авторах
Юлия Валерьевна Фризен, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
yuv.frizen@omgau.org; https://orcid.org/0000-0002-1122-5809
Екатерина Викторовна Некрасова, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
ev.nekrasova@omgau.org; https://orcid.org/0000-0002-4821-9824
Алексей Алексеевич Гайвас, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
aa.gayvas@omgau.org; https://orcid.org/0000-0001-9203-5830
Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Институтская площадь, 1, Омск, 644008, Россия
УДК: 633.112.1:631.524.84(571.13) DOI: 10.32634/0869-8155-2024-379-2-81-86
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
