Агрохимия, 2022, № 9, стр. 63-73
Качество пшеницы в зависимости от различных зон и погодных условий Курганской области
О. В. Волынкина *
Курганский научно-исследовательский институт сельского хозяйства –
филиал Уральского федерального аграрного научно-исследовательского центра Уральского отделения РАН
641325 Курганская обл., Кетовский р-н, с. Садовое, ул. Ленина, 9, Россия
* E-mail: volynkina.o@bk.ru
Поступила в редакцию 11.04.2022
После доработки 07.05.2022
Принята к публикации 10.06.2022
- EDN: UBLAVU
- DOI: 10.31857/S0002188122090113
Аннотация
Исследовано действие удобрений в экспериментах, проведенных на 3-х опытных полях Курганского НИИСХ. Урожайность яровой мягкой пшеницы была больше в северо-западной зоне, где размещено Шадринское опытное поле. По содержанию клейковины в зерне пшеницы преимущество было за восточной зоной, в которой находится Макушинское опытное поле. Среди полей севооборота более высокие показатели урожайности и качества зерна получены в первом посеве после пара. В остальных полях зернопарового севооборота и в посевах бессменной пшеницы близкие показатели были получены только в вариантах применения удобрений. Исследования выявили в этих зонах различия в оптимизации состава удобрения и доз азота и фосфора для повышения урожайности и качества зерна пшеницы.
ВВЕДЕНИЕ
Качество мягкой яровой пшеницы оценивается многочисленными признаками, среди которых главное внимание обращается на белковость зерна и его натурную массу. Накопление белка пшеницей стимулируется теплой, солнечной погодой, особенно в период формирования и налива зерна, а также хорошими условиями азотного питания. Фактору влияния погоды периода вегетации на урожайность селекционеры отводят долю, равную 74.8% [1]. Для условий Саратовской обл. установлено: при повышении ГТК на единицу урожайность увеличивается на 6.46 ц/га, а содержание клейковины снижается на 9.55% [2].
Клейковинные белки занимают до 80% от всех четырех видов белка в зерне пшеницы [3]. Отмывание клейковины из шрота зерна достаточно простой и быстрый анализ. Поэтому в производственной практике качество пшеницы широко оценивается содержанием клейковины. По данным хлебной инспекции, за один из 10-летних периодов стабильно высоким количеством клейковины в зерне и муке пшеницы выделилось несколько регионов России. В эту группу попали области юга Урала и Западной Сибири. Особенно отличился центр и юг Омской обл., где высокому качеству пшеницы в этих пунктах сопутствовали благоприятные температурные условия в период налива зерна, а также почвы с хорошим азотным режимом [4].
Возможно ли выращивание ценной пшеницы (3-го класса) в Курганской обл.? Желательно рассматривать многолетние данные. В течение 27 лет урожайность и качество пшеницы в посевах хозяйств Курганской обл. исследовали в Управлении Росгосхлебинспекции и Департаменте сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности. Характеристика обследованных партий пшеницы раскрывает степень устойчивости выращивания зерна 3-го класса (табл. 1).
Таблица 1.
Доля 3-го класса пшеницы в обследованных партиях, % | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Высокая (>60%) | Средняя (39–60%) | Низкая (<35%) | ||||||
год | урожайность, ц/га | доля 3-го класса, % | год | урожайность, ц/га | доля 3-го класса, % | год | урожайность, ц/га | доля 3-го класса, % |
1994 | 8.8 | 96 | 1997 | 17.1 | 39 | 2001 | 15.0 | 16 |
1995 | 10.4 | 91 | 2000 | 9.9 | 48 | 2002 | 13.9 | 17 |
1996 | 12.7 | 76 | 2005 | 15.3 | 52 | 2003 | 13.2 | 18 |
1998 | 7.4 | 89 | 2006 | 15.0 | 48 | 2011 | 22.0 | 33 |
1999 | 15.1 | 66 | 2007 | 16.2 | 43 | 2014 | 16.3 | 28 |
2004 | 13.1 | 63 | 2008 | 13.5 | 53 | 2015 | 16.6 | 11 |
2010 | 11.1 | 73 | 2009 | 15.1 | 53 | 2016 | 17.2 | 12 |
2012 | 12.0 | 80 | 2013 | 13.8 | 52 | 2017 | 22.3 | 14 |
2020 | 13.9 | 55 | 2018 | 16.8 | 25 | |||
2019 | 18.3 | 32 | ||||||
Среднее в группах | ||||||||
8 лет | 11.3 | 79 | 9 лет | 14.4 | 49 | 10 лет | 17.2 | 20 |
Высокая доля ценной пшеницы неоднократно была отмечена в 1990-е годы. В начале 1990-х гг. в Курганской обл. еще вносили ≈30 кг д.в. удобрений/га посева. Удобрения, внесенные в годы внедрения интенсивной технологии возделывания пшеницы (1986–1988 гг.) в дозах до 40–60 кг/га, оказывали последействие. Хорошо подготовленные чистые пары поддерживали на уровне 15–20%. Поэтому в 1994 г., несмотря на обильное увлажнение с осадками за май–август в размере 303 мм, при теплом июне у 96% проанализированного зерна пшеницы содержание клейковины было ≤25% (таким было в те годы требование к 3‑му классу качества по содержанию клейковины в зерне). Следующие 3 года отличались недостатком влаги в период вегетации пшеницы (130–148 мм), что обеспечило 3-й класс 91, 89 и 76% зерна обследованных партий пшеницы соответственно. В 1999 г. при сумме осадков за май–август 253 мм и недлительной засухе в начале июня доля ценной пшеницы составила 66%. В этой группе было еще несколько засушливых лет с невысокой урожайностью и характерной для сухих лет повышенной белковостью пшеницы, когда в 3-й класс попало 63–80% зерна.
Несколько меньшие объемы пшеницы 3-го класса отмечены в среднезасушливые годы, в которые сократилось количество посевов кормовых культур и зерновым доставались удобрения в дозах 12–20 кг д.в./га посева. Поэтому доля зерна 3‑го класса составила 40–55% оцененных партий пшеницы.
Самым низким количеством пшеницы 3-го класса характеризовались влажные годы, когда за вегетацию выпадало 253–321 мм. В таких условиях обычно формируется большая биомасса растений с продуктивностью 13–15 ц/га зерна с пониженной белковостью. В 2015–2016 гг. условия роста пшеницы были ухудшены при поражении растений стеблевой ржавчиной. Низкими показатели качества зерна в этой группе были и в связи с уменьшением объемов применения удобрений. Например, пониженное содержание клейковины в зерне пшеницы в 2001–2003 гг. было связано не только с обилием осадков, но и с ухудшением азотного режима почвы, т.к. применение удобрений в области в этот период снизилось до 6–9 кг д.в./га посева. В сравнении с 1980-ми гг., когда вносили 40–60 кг д.в./га, объемы использования удобрений уменьшились в 6.6 раза. Анализ качества пшеницы за 27 лет показал, что в почвенно-климатических условиях Курганской обл. возможно выращивание зерна 3-го класса.
По уровню белковости и технологическим свойствам зерна сорта пшеницы делятся на 3 группы: сильные, ценные (средней силы) и слабые. В Российской Федерации в последние годы заметно снизилось производство сильной и даже ценной пшеницы, которые незаменимы в хлебопекарном производстве [5, 6]. Большое значение для получения зерна высокого качества имеет подбор сортов. Среди сортов, культивируемых в Курганской обл., лидерами по качеству считаются Омская 36, Новосибирская 29 и Ирень [7, 8]. В области наибольшее распространение, по данным апробации, получил сорт Омская 36 (сильная), занимавший ранее 40% и в последние годы – 21.2% посевов пшеницы. Доля площадей посевов нескольких других сортов была следующей: Уралосибирская – 11, Жигулевская (сильная) – 9.8, Икар – 8.5, Радуга (среднепоздний сорт селекции Курганского НИИСХ) – 7.4, Тобольская – 6, Боевчанка – 4.9%. Бóльшая часть сортов входит в список ценных пшениц, однако потенциал ценных и сильных сортов пшеницы реализуется лишь на богатых агрофонах. Качество зерна оценивают по установленным к каждому классу пшеницы требованиям. У 6-ти классов имеются ограничительные нормы для ряда показателей по ГОСТу 9353-90 (табл. 2).
Таблица 2.
Класс/Показатель | Высший | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
---|---|---|---|---|---|---|
Клейковина в зерне, % | 36 | 32 | 28 | 23 | 18 | Не ограничено |
Качество клейковины, группа | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | |
Натурная масса, г/л | 750 | 750 | 750 | 750 | 750 | 750 |
Стекловидность, % | 60 | 60 | Не ограничено | |||
Число падения, с | >200 | >200 | >200 | 200–151 | 150–80 | <80 |
В опытах Курганского НИИСХ высоким содержанием клейковины в зерне и муке отличились посевы пшеницы после чистого пара, где надежность выращивания пшеницы 3-го класса была равна 90–100% лет [9, 10]. В других посевах без удобрений желаемый уровень – не менее 23% клейковины в зерне – достигали лишь в засушливые годы. За счет удобрений и во влажные годы существенно повышались урожайность пшеницы и качество зерна.
В зависимости от зоны области качество пшеницы различалось. В связи с лучшим обеспечением теплом и солнечным освещением растений в посевах юго-восточных районов белковость зерна была больше, чем на северо-западе. Это очевидно показали результаты зональных опытов Курганского НИИСХ, проведенные в течение 2-х лет в 1960-х гг. В силу лучшей влагообеспеченности пшеницы в опыте в северной лесостепи запасы питательных веществ почвы и удобрения расходовались в большей мере на формирование урожая, чем на качество зерна. В степной зоне области урожайность пшеницы меньше зависела от применения удобрений, а более благоприятные для накопления белка погодные условия в сочетании с улучшением питания растений способствовали повышению содержания в зерне клейковины (табл. 3).
Таблица 3.
Вариант | Север области (Шадринский район, сортоучасток) | Юг области (Целинный р-н, Луговской совхоз) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
Без удобрения | 15.6 | 10.9 | 14.1 | 17.2 | 13.7 | 28.4 |
N60P20 | 24.7 | 10.7 | 18.0 | 18.2 | 14.3 | 28.9 |
N90P20 | 28.4 | 11.9 | 22.3 | 19.2 | 14.5 | 29.6 |
Южные районы области неоднократно сдавали на элеваторы большие партии ценной, а иногда и сильной пшеницы. В 1968, 1976 гг. 3 района Курганской обл. – Половинский, Притобольный и Целинный – заготовляли ценную пшеницу в объеме 37–52% от суммарного ее количества во всех 24 районах. При внедрении интенсивной технологии возделывания пшеницы в 1986–1988 гг. и в северо-западных районах многие хозяйства за счет расширения объемов химизации земледелия выращивали пшеницу с содержанием клейковины в зерне ≤23–25% [10].
На сортоучастках области применяли интенсивную технологию возделывания пшеницы. Тем не менее, зональные различия зачастую оказывались более значимыми, чем сортовые. Например, в 1998 г. на Далматовском сортоучастке (предшественник – горох) содержание клейковины в муке сортов Жигулевская, Омская 29 и Скэнт 1 было равно 34–36%, а на Белозерском (значительно южнее, предшественник – однолетние травы) – 39–40%, сила муки соответственно была равна 395–435 и 412–553 ед. альвеографа, общая хлебопекарная оценка – 4.8 и 4.9–5.0 баллов [11].
В пределах одного географического пункта качество пшеницы менялось по годам в связи с разнообразием погодных условий. В засушливые годы уменьшался расход питательных веществ на прирост биомассы, а накопление азота в зерне повышалось. К тому же в фазе налива зерна в него поступали сначала белковые вещества, позднее – углеводы. В засуху второй период обычно сокращен, и доля белка в зерне, как правило, больше. Во влажные годы налив и созревание пшеницы были более растянуты. После первичного притока белковых веществ в зерно поступало много углеводов при различных размерах снижения доли белка.
Цель работы – показать роль удобрений и погодных условий в выращивании ценной пшеницы в разных зонах Курганской обл.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты, результаты которых взяты для демонстрации действия удобрений на урожайность и качество яровой мягкой пшеницы, были заложены на 3-х опытных полях Курганского НИИСХ. В табл. 4 представлена агрохимическая характеристика почвы опытных полей.
Таблица 4.
Показатель | Поле | ||
---|---|---|---|
Центральное | Шадринское | Макушинское | |
Подтип чернозема | выщелоченный | выщелоченный | обыкновенный солонцеватый |
Гранулометрический состав | средне-суглинистый | тяжело-суглинистый | тяжело-суглинистый |
рНKCl, ед. рН, 1970/2008 гг. | 6.3/5.5 | 6.5/5.1 | 7.3/7.4* |
Содержание гумуса, % | 3.1–4.5 | 5.3–7.4 | 4.5–5.5 |
Р2О5 по Чирикову, мг/кг | 37–50 | 74 | 28** |
K2О по Чирикову, мг/кг | 200–250 | 120–150 | 170–190 |
N-NО3 после пара, кг/га, 0–100 см | 117 | 85 | 194 |
N-NО3 под посевами, удаленными от пара, кг/га, 0–100 см | 42–55 | 49–58 | 85–117 |
Стационарные опыты длительностью 40–50 лет нацелены на изучение состава удобрения и доз азота в разных полях севооборотов и в бессменных посевах культур. Повторность вариантов трехкратная. Общая площадь делянок – 240–270, учетная – 80–90 м2. Высевали районированные сорта сельскохозяйственных культур. Среднее количество осадков за период вегетации в зонах области было следующим: северо-западная зона – 200–228, восточная – 185–211, центральная – 190–207 мм. Подготовка пара предусматривала осеннюю вспашку и 4–5 культиваций летом для устранения сорной растительности. Вид обработки почвы в остальных полях – вспашка в Шадринском и Макушинском опытах. В последнем с 1999 г. вспашка заменена мелкой обработкой почвы. Посев проводили дисковой сеялкой СЗ–3,6. На всех опытных полях применяли гербициды из группы 2,4–Д, в последнее время – с добавлением граминицидов. Учет урожая вели напрямую комбайном Sampo-500 с отбором образца для определения влажности и сорности бункерной массы зерна. Исполнителями исследований на Шадринском опытном поле были Г.Н. Харин, С.М. Овсянникова и В.П. Новоселов. На Макушинском опытном поле эксперименты выполняли А.П. Попов, Г.П. Попов, Л.П. Попова и Л.Г. Степанова. Руководили этими исследованиями В.И. Овсянников, М.А. Глухих и С.Д. Гилев.
Эксперимент на Центральном опытном поле имел 2 этапа – в 1971–1998 гг. 7 ротаций севооборота: кукуруза – 2 пшеницы – овес при вспашке, затем в 1999–2020 гг. выращивали бессменную пшеницу после стерни. Во 2-й части этого опыта с осени оставляли стерню, затем весной почву разрыхляли при посеве стерневой сеялкой СКП-2,1 с сошником культиваторного типа. Стационар заложен в 1971 г. В.И. Волынкиным, с 1993 г. по настоящее время исполнителем опыта является О.В. Волынкина. Анализ материалов 3-х опытов сделан автором статьи.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Применение удобрений наряду с повышением урожайности улучшало качество пшеницы, повышая крупность зерна и содержание белковых веществ. В лучших условиях увлажнения на северо-западе области больше была урожайность зерна пшеницы и ее отзывчивость на удобрения, но хуже качество зерна. Азотный режим чернозема выщелоченного характеризовался величиной накопления нитратного азота в пару в 1-метровом слое в количестве 85 кг/га на Шадринском опытном поле (северо-запад области), на Центральном – 117 кг/га. На Макушинском опытном поле почва – обыкновенный солонцеватый чернозем, азотный режим которого характеризовался еще более высоким накоплением нитратного азота в пару – до 194 кг/га в 1-метровом слое почвы [12]. Азотный режим почвы во многом определял как урожайность, так и белковость зерна пшеницы. Поэтому у пшеницы после пара обычно высокими были и сбор зерна, и содержание белковых веществ в нем. В других посевах для получения близких результатов требовались удобрения [13–15].
Шадринское опытное поле. В северо-западной зоне области в лучших условиях увлажнения регулировать качество зерна пшеницы сложнее, на что указали данные эксперимента Шадринского опытного поля в зернопаровом севообороте и в бессменном посеве пшеницы. В силу лучшего увлажнения растений в этой зоне 87–90% лет за период опыта характеризовались средним и сильным действием удобрений. Во влажные годы в большинстве лет в опыте получены высокие урожаи пшеницы даже без удобрения – 16–31 ц/га в севообороте с паром и 15 ц/га – бессменной пшеницы. При этом содержание клейковины в зерне было низким, особенно с удалением культуры от пара, где в контроле в такие годы в зерне пшеницы содержалось лишь 19–22% клейковины (табл. 5).
Таблица 5.
Показатель | ГТК5–8 | Среднее | ||
---|---|---|---|---|
1.30–2.29 | 0.88–1.09 | 0.47–0.78 | ||
1-я пшеница после пара | ||||
Число лет (из 40 лет опыта) | 22 | 12 | 6 | 40 |
Урожайность (N0Р0), ц/га | 31.4 | 18.8 | 11.9 | 24.7 |
Прибавка урожайности от N40Р30, ц/га | 4.1 | 3.2 | 1.3 | 3.4 |
Клейковина (N0P0), % | 26.7 | 27.5 | 32.6 | 27.8 |
Прибавка клейковины от N40Р30, % | 2.2 | 1.9 | 0.9 | 1.9 |
2-я пшеница после пара | ||||
Число лет | 29 | 4 | 7 | 40 |
Урожайность (N0Р0), ц/га | 18.8 | 13.3 | 11.5 | 17.0 |
Прибавка урожайности от N40Р30, ц/га | 10.7 | 6.0 | 1.2 | 8.6 |
Клейковина (N0P0), % | 22.9 | 26.9 | 29.9 | 24.6 |
Прибавка клейковины от N40Р30, % | 0.8 | 1.9 | 0.7 | 0.9 |
3-я пшеница после пара | ||||
Число лет | 29 | 6 | 5 | 40 |
Урожайность (N0Р0), ц/га | 16.4 | 15.3 | 9.8 | 15.4 |
Прибавка урожайности от N40Р30, ц/га | 14.4 | 4.5 | 2.4 | 11.4 |
Клейковина (N0P0), % | 21.6 | 21.7 | 27.2 | 22.3 |
Прибавка клейковины от N40Р30, % | 4.9 | 4.5 | 2.9 | 4.6 |
Бессменная пшеница | ||||
Число лет | 23 | 11 | 6 | 40 |
Урожайность (N0Р0), ц/га | 15.1 | 13.4 | 11.4 | 14.1 |
Прибавка урожайности от N40Р30, ц/га | 10.9 | 4.4 | 1.6 | 7.7 |
Клейковина (N0P0), % | 19.7 | 23.2 | 30.6 | 22.3 |
Прибавка клейковины от N40Р30, % | 4.1 | 3.2 | 1.7 | 3.5 |
С применением удобрений зависимость от погодных условий несколько уменьшалась. При испытании в опыте доз азота N40–80–120 на фоне Р30 основная часть прироста урожая была от первой дозы N40, результаты в вариантах применения этой дозы показаны в табл. 5. Двойная доза N80 давала вдвое–втрое меньшую прибавку, тройная доза N120 была неэффективной. Это дало основание считать оптимумом дозу азота между 1-й и 2-й испытанными дозами. Сбор клейковины с урожаем удобренной пшеницы был самым высоким во влажные годы, достигая 603–984 кг/га, в то время как в условиях недостатка влаги равнялся 437–497 кг/га. В эксперименте на Шадринском опытном поле (при ежегодной вспашке) даже у бессменной пшеницы в годы с достаточным увлажнением за счет внесения N40Р30 средняя урожайность достигла 26.0 ц/га при высоком сборе клейковины (603 кг/га), опускаясь при засухах до 12.5 ц/га и 437 кг/га. Итак, с помощью удобрений влажные годы переставали быть препятствием для выращивания качественного зерна пшеницы (табл. 6).
Таблица 6.
Место посева пшеницы в севообороте | Действие удобрений | ||
---|---|---|---|
высокое | среднее | слабое | |
1-й после пара | 984 | 624 | 468 |
2-й после пара | 727 | 609 | 497 |
3-й после пара | 878 | 518 | 432 |
Бессменный | 603 | 527 | 437 |
В опыте было предусмотрено и отдельное внесение Р30. Одностороннее фосфорное удобрение слабо действовало как на урожайность пшеницы, так и на качество зерна, поскольку почва была неплохо обеспечена подвижным фосфором (74 мг/кг). Азотное удобрение в полях севооборота по-разному влияло на качество зерна. За счет удобрения N40P30 даже при повышенном увлажнении число лет с 3-м классом качества заметно увеличивалось. Повышение дозы азота с N40 до N80 в 1-м посеве после пара положительно влияло редко, во 2-м посеве – в 60% лет, в 3-м посеве – 50% и в 76% лет в бессменном посеве пшеницы. Без удобрения на 2-й и 3-й культурах после пара 3-й класс качества зерна отмечали лишь в 62.5% и 47.5% лет соответственно. Улучшение азотного питания повышало частоту выращивания зерна 3-го класса до 92.5–95% лет (табл. 7).
Таблица 7.
Варианты | |||||
---|---|---|---|---|---|
Место посева пшеницы в севообороте | Без удобрения | Р30 | N40P30 | N80P30 | N120P30 |
1-й после пара | 85.0 | 82.5 | 92.5 | 92.5 | 95 |
2-й после пара | 62.5 | 52.5 | 77.5 | 92.5 | 97.5 |
3-й после пара | 47.5 | 47.5 | 87.5 | 95 | 100 |
Бессменный | 42.5 | 42.5 | 67.5 | 92.5 | 97.5 |
Макушинское опытное поле. В действии удобрений в этом опыте большую роль сыграло очень низкое содержание подвижного фосфора в слое 0–20 см обыкновенного солонцеватого чернозема и высокое накопление нитратного азота в паровом поле (табл. 4). Поэтому в посеве 1-й пшеницы после пара условия роста становились оптимальными при внесении одного фосфорного удобрения. Лишь 3 раза за 45 лет при недостатке влаги эффект от применения Р20 не проявился. Уровень прибавки урожайности по годам менялся. В посеве 1-й пшеницы после пара в течение 19 лет средний эффект от применения Р20 составил 8.2 ц/га, в течение 16 лет прирост урожая был более умеренным (3.4 ц/га) и лишь в течение 10 лет он снижался до 1.2 ц/га. Средняя за 45 лет прибавка от применения Р20 составила 5.0 ц/га при урожайности в контроле 22.7 ц/га (табл. 8).
Таблица 8.
Посев пшеницы после пара | Показатель | ГТК5–8 | Среднее | ||
---|---|---|---|---|---|
1.14–1.62 | 0.88–1.03 | 0.33–0.70 | |||
1-й | Число лет | 19 | 16 | 10 | 45 |
Урожайность (N0P0), ц/га | 24.9 | 22.5 | 18.9 | 22.7 | |
Прибавка от Р20, ц/га | 8.2 | 3.4 | 1.5 | 5.0 | |
2-й | Число лет | 20 | 16 | 9 | 45 |
Урожайность (N0P0), ц/га | 20.0 | 17.5 | 15.5 | 18.2 | |
Прибавка от N20Р20, ц/га | 8.0 | 4.7 | 2.3 | 5.7 | |
3-й | Число лет | 21 | 14 | 10 | 45 |
Урожайность (N0P0), ц/га | 18.9 | 15.3 | 12.2 | 16.3 | |
Прибавка от N20Р20, ц/га | 8.7 | 4.3 | 0.9 | 5.6 | |
Бессменный | Число лет | 25 | 13 | 7 | 45 |
Урожайность (N0P0), ц/га | 15.3 | 10.9 | 6.1 | 12.6 | |
Прибавка от N20Р20, ц/га | 8.5 | 4.9 | 2.3 | 6.5 |
В следующих полях одно фосфорное удобрение было тоже эффективным, обеспечивая рост урожайности на 3.3–3.1 ц/га в севообороте с паром и 4.4 ц/га – бессменной пшеницы. Азотно-фосфорное удобрение способствовало дальнейшему приросту урожайности. Причем 20–25 лет добавление азота к фосфору давало дополнительно еще 5 ц/га. От малой дозы азота N20 в сочетании с Р20 средняя прибавка составила 5–6 ц/га, а в части лет она повышалась в 1.5–1.6 раза.
Стоит ли добавлять азот к фосфору в 1-м посеве после пара? Показано, что в течение 9 лет был обнаружен дополнительный рост урожая от добавления N20 к P20 под пшеницу после пара, когда общая прибавка от N20Р20 повышалась до 9.0 ц/га, а от одного фосфора в эти годы – только на 3.7 ц/га. Однако другие 36 лет добавление азота в посеве пшеницы после пара сопровождалось сохранением или снижением урожайности. Полагаясь на средний эффект (0.8 ц/га), получается, что добавление азотного удобрения в дозе N20 в 1-м посеве пшеницы после пара на солонцеватом черноземе восточной зоны области было нецелесообразным (табл. 9).
Таблица 9.
Посев пшеницы в севообороте | Показатель | Дополнительный эффект от применения N20 под 1-ю пшеницу и повышения дозы азота до N40 в других полях | |
---|---|---|---|
1-й после пара | Число лет | 9 | за все 45 |
Урожайность (P20), ц/га | 24.1 | 27.7 | |
Прибавка от добавления N20, ц/га | 5.3 | 0.8 | |
2-й | Число лет | 17 | 45 |
Урожайность (N20P20), ц/га | 26.8 | 23.9 | |
Прибавка от применения N20, ц/га | 3.8 | 0.9 | |
3-й | Число лет | 19 | 45 |
Урожайность (N20P20), ц/га | 25.3 | 21.9 | |
Прибавка от применения N20, ц/га | 3.4 | 1.3 | |
Бессменный | Число лет | 15 | 45 |
Урожайность (N20P20), ц/га | 22.8 | 19.1 | |
Прибавка от применения N20, ц/га | 3.6 | 1.2 |
В полях, удаленных от пара и в бессменном посеве пшеницы увеличение дозы азота с N20 до N40 в части лет давало дополнительно 3.4–3.8 ц/га, но такой эффект отмечен 17 лет во 2-м посеве после пара, 19 лет – в 3-м посеве и 15 лет – в бессменных посевах пшеницы. В засушливые годы эффект не проявлялся или урожайность даже несколько снижалась. Поэтому средняя прибавка от увеличения дозы азота с N20Р20 до N40Р20 была невысокой – 0.9–1.3 ц/га.
Оценка качества зерна в этом опыте сделана не во все годы опыта. По имеющимся данным, азотный режим обыкновенного солонцеватого чернозема оказывался в основном благоприятным для выращивания ценной пшеницы. Например, по 12-летним наблюдениям (2001–2012 гг.), даже в бессменном посеве пшеницы при условии внесения удобрения качество зерна на уровне 3-го класса было в 75% лет. В эти годы высевали сорта Новосибирская 89, Новосибирская 15 и Омская 36 после мелкой обработки почвы. Их урожайность от азотно-фосфорного удобрения N40Р20 повышалась в среднем за 12 лет с 12 до 20 ц/га. Содержание клейковины в зерне бессменной пшеницы на фонах без удобрения и N40Р20 равнялось 24 и 27% при частоте 3-го класса 58 и 75% лет.
На Макушинском опытном поле и во влажный год за счет лучшего азотного режима почвы и питания растений качество зерна отвечало требованиям к 3-го класса. В 2011 г. за май–август выпало 207 мм осадков. В зернопаровом севообороте урожайность пшеницы Омская 36 составила 40–58 ц/га, содержание клейковины в зерне – 27–31%, бессменной пшеницы – 25 ц/га без удобрения и 37 на фоне N40Р20, содержание клейковины соответственно – 21 и 28%. В засушливые годы, как и обычно, отмечена низкая урожайность с хорошим качеством зерна. При резкой засухе лета 2010 г. урожайность пшеницы снизилась до 5–10 ц/га при содержании клейковинных белков в зерне 28–33%.
Центральное опытное поле. В 1990-х гг. из-за упадка животноводческой отрасли в земледелии Курганской обл. уменьшились посевы кормовых культур. Поэтому наряду с зернопаровыми севооборотами возросла доля повторных посевов зерновых культур. К тому же на 50% посевов пшеницу стали сеять после минимальных видов обработки почвы – мелкой или нулевой. В такой технологии для выращивания ценной пшеницы особенно необходимо усиление азотного питания растений с помощью внесения удобрений. В течение 22 лет исследовали влияние удобрений в условиях достаточно жесткой технологии – при возделывании бессменной пшеницы после стерни. Опыт проведен в 1999–2020 гг. на Центральном опытном поле Курганского НИИСХ. Сорта пшеницы: 12 лет – Терция и следующие 10 лет – Зауралочка (обе селекции Курганского НИИСХ, в списке ценной пшеницы). На участке эксперимента на Центральном опытном поле было низкое содержание подвижного Р2О5 в почве (40 мг/кг), поэтому прирост урожая пшеницы от одного азотного удобрения в среднем был равен 2–3 ц/га, тогда как применение азотно-фосфорного удобрения обеспечивало прибавки 4–6 ц/га. Одно фосфорное удобрение в повторных посевах пшеницы слабо действовало, повышая урожайность на 1 ц/га. При совместном внесении азота и фосфора происходило не сложение эффектов от их отдельного применения, а положительное взаимодействие. Замечено, что в части лет и на качество пшеницы сильнее воздействовало совместное применение азота с фосфором.
При сравнении доз азота оказалось, что применение N20Р20 повышало только урожайность, а качество зерна на уровне 3-го класса за 22 года отмечено в 38% лет, то есть на уровне контроля. При внесении N40Р20 в 62% лет на стерневом фоне показано одновременное повышение урожайности и улучшение качества зерна пшеницы. Средний сбор клейковины с урожаем в этом варианте был равен 383 кг/га при 207 кг/га в варианте без удобрения (табл. 10).
Таблица 10.
Вариант | Урожайность (ее изменения), ц/га | Прибавка урожайности (ее варьирование по годам с ГТК5–8 0.78–0.93–1.38), ц/га | Клейковина в зерне (изменения ее величины), % | Сбор клейковины с урожаем, кг/га | 3-й класс качества зерна за 22-летний период, % лет |
---|---|---|---|---|---|
N0P0 | 9.8 (4.8–16.8) | – | 21.1 (13*–33) | 207 | 38 |
N20 | 11.6 (6.5–20.1) | 1.8 (0.9–2.3–4.1) | 24.5 (16–33) | 284 | 57 |
N40 | 12.3 (6.2–20.9) | 2.5 (0.8–2.4–6.4) | 25.5 (18–35) | 314 | 62 |
N20Р20 | 13.2 (6.5–22.8) | 3.4 (1.4–2.5–4.8) | 21.3 (11–31) | 281 | 38 |
N40Р20 | 15.2 (6.8–26.2) | 5.4 (1.4–4.7–9.6) | 25.2 (14–37) | 383 | 62 |
НСР05 | 1.3–2.1 | 3.2 |
На базе зональных стационарных опытов установлено, что фосфорное удобрение Р20–30 было эффективным лишь при содержании в почве подвижного Р2О5 20–30–40 мг/кг. Такие поля есть во всех зонах области. Почв, бедных фосфором, в пашне Курганской обл. насчитывается 62%. На Макушинском опытном поле обыкновенный солонцеватый чернозем особенно беден подвижным фосфором (28 мг/кг), но имеет улучшенный азотный режим, благоприятствующий получению зерна высокого качества. В этом случае сильнее всего действует фосфорное удобрение. По-другому складывается влияние фосфора, когда почвенные условия меняются. Например, на Шадринском опытном поле тяжелосуглинистый выщелоченный чернозем богаче подвижным Р2О5 (74 мг/кг), но нитратов в пару накапливается меньше, чем на других опытных полях (табл. 4). При таком уровне содержания Р2О5 в почве во 2‑м и 3-м посевах после пара можно обходиться применением одного азотного удобрения.
Проявлению эффекта от фосфорного удобрения содействует хорошая обеспеченность растений азотом, которая обычно складывается после пара и после других предшественников за счет азотного удобрения. Средние рекомендуемые дозы удобрений под пшеницу отличаются в зависимости от зоны области. Для центральной зоны рекомендуемые дозы – N40–50Р15–20, восточной – N20–30Р15–20 и для северо-запада области – N50–70Р15–20. Такие дозы способны одновременно повысить продуктивность пшеницы и качество зерна.
Сохранность качества зерна. Недостаточно вырастить ценную пшеницу, надо сохранить ее качество до срока уборки. В отсутствии специального опыта по оценке качества зерна при разных сроках уборки есть наблюдения за изменением качества в зависимости от 2-х сроков – при своевременном отборе снопов пшеницы и запоздалой комбайновой уборке. Например, в 1983 г. по истечении 17 сут перестоя созревших растений (30 августа–15 сентября) ухудшилась оценка качества пшеницы по фаринограмме. Степень разжижения теста повысилась с оптимальной величины 70–80 до 100–120 ед. фаринографа.
В 1999 г. при обильных осадках на перестоявших посевах зерно стало обесцвеченным. Снизились следующие признаки качества: стекловидность – на 20–30%, натурная масса – на 50 г/л, выход муки – с 69–72 до 67–69%. Число падения стало неудовлетворительным – 62 с. В 2012 г. зерно снопов, взятых 13 августа, было янтарным, а после осадков 23 мм к 20 августа – матовым.
В 2020 г. при посеве пшеницы в опыте 16 мая полная спелость зерна наступила уже 7 августа. Августовские осадки в количестве ≈60 мм, выпавшие после 7 августа, вызвали стекание зерна и снижение содержания клейковины с 32–40% до 26–28% (рис. 1). Стоит сказать, что несмотря на осадки, характерная для сорта Зауралочка 1-я группа качества клейковины по величине упругости ИДК сохранилась и после дождей.
В опытах наряду с количественными показателями качества пшеницы изучены технологические свойства зерна, которые важны в процессах переработки пшеницы. Эти показатели будут обсуждены в отдельном материале. Желательно, чтобы удобрения, повышая урожайность, сохраняли технологические свойства, присущие ценным и сильным сортам пшеницы. Большинство имеющихся данных показало, что влияние удобрений на свойства теста и хлеба было положительным: увеличивалась сила муки и объемный выход хлеба из 100 г муки.
Экономическая эффективность. Говоря в целом о проблеме качества любой продукции, можно сказать, что не надо искать главный показатель. Комплекс показателей определит экономический эффект, на него и следует ориентироваться при выборе технологии возделывания пшеницы. Экономически приемы выращивания высокобелковой пшеницы оцениваются в 3-х аспектах. Во-первых, чем выше содержание и качество белка в хлебных и прочих продуктах из зерна пшеницы, тем выше компенсация потребности человека в белке с помощью более дешевого растительного белка. Во-вторых, зерно, достигшее по качеству уровня 1–3 классов, перерабатывается с наименьшими отклонениями от технологий, принятых в мукомольном и хлебопекарном производствах. В части посевов удается получить зерно с содержанием клейковины 30–40%, такая пшеница обладает высокой смесительной ценностью для улучшения партий с низким содержанием белка в зерне. И, наконец, стоимость ценной и сильной пшеницы во все годы была значительно выше, чем слабой. По годам преимущество в цене зерна 3-го класса по отношению к 4-му колебалось от 70 до 150 руб./ц. Можно привести пример подсчетов в 2-х вариантах применения N20Р20 и N40Р20 с урожайностью 13.2 и 15.2 ц/га, в которых 3-й класс был отмечен в 38% лет в первом из них и 62% лет – во втором (табл. 10). По ценам 2020 г. (1040 и 960 руб./ц) средневзвешенная цена пшеницы в вышеназванных вариантах составила 1100 и 1136 руб./ц. Соответственно стоимость урожая для этих 2-х технологий была равна 14 520 и 17 374 руб./га, прибыль – 4186 и 5865 руб./га. Только за счет улучшения качества пшеницы прибыль возросла на 1679 руб./га. В настоящее время цены на зерно 3-го и 4-го классов поднялись до 1400 и 1300 руб./ц, что могло бы усилить эффект, но повысились и затраты на технологию в связи с подорожанием удобрений.
ВЫВОДЫ
1. Наиболее надежными для выращивания сильной или ценной пшеницы на черноземах Курганской обл. являются посевы по хорошо подготовленному пару, где в 1-метровом слое почвы в 3-х зонах области накапливается нитратного азота до 85–117–194 кг/га. На почвах, бедных подвижным фосфором (20–30–40 мг P2O5/кг), при высокой обеспеченности растений азотом в полях после пара внесение дозы Р20 способствует более полному использованию растениями азота пара.
2. В удаленных от пара посевах азотно-фосфорное удобрение одновременно повышало урожайность пшеницы и качество зерна. На трех опытных полях определены уровни экономически выгодных доз: для обыкновенного солонцеватого чернозема Макушинского опытного поля – N20–30Р20, для среднесуглинистого выщелоченного чернозема Центрального поля – N40–50Р20 и для тяжелосуглинистого выщелоченного чернозема Шадринского опыта при хорошей обеспеченности подвижным фосфором – N50–60–70.
3. Для производства сильной и ценной пшеницы более благоприятными почвенно-климатические условиями характеризуются южная и восточная зоны Курганской обл. В удобряемых посевах и в других зонах возможно получение качественного зерна пшеницы.
4. Погодные условия во всех зонах области регулируют уровень урожайности и качества пшеницы равно, как и степень воздействия минеральных удобрений. По данным Шадринского опытного поля, в северо-западной зоне области сбор клейковинных белков с урожаем удобряемой пшеницы самым высоким оказался во влажные годы – до 727–984 кг/га в зернопаровом севообороте и 603 кг/га – в бессменном посеве пшеницы, понижаясь до 432–497 кг/га при засухах. На менее урожайных стерневых фонах на Центральном опытном поле даже при внесении удобрения N40Р20 сбор клейковины был меньше и в среднем составил 383 кг/га при 207 кг/га в контроле.
5. Достигнутое в разных технологиях качество пшеницы сохранялось при своевременном проведении уборки в фазе полной спелости зерна. Перестой на корню при выпадении осадков за этот период приводил к ухудшению многих показателей качества зерна.
Список литературы
Новохатин В.В., Шеломенцева Т.В. Рост урожайности яровой мягкой пшеницы в Северном Зауралье // Вестн. РАСХН. 2014. № 4. С. 14–17.
Маркин Б.К. Особенности формирования и моделирования качества зерна яровой мягкой пшеницы // Зерн. культуры. 2000. № 6. С. 15–17.
Пенс Дж.В., Ниммо К.К., Хепберн Ф.Н. Белки // Пшеница и оценка ее качества. М.: Колос, 1968. С. 199–241.
Суднов П.Е. Агротехнические приемы повышения качества зерна пшеницы. М.: Колос, 1965. 190 с.
Алтухов А.И. Производство пшеницы в стране растет, но качество ее снижается // Эконом. сел.-хоз. и перерабат. предприятий. 2016. № 11. С. 2–10.
Сычев В.Г., Милащенко Н.З., Шафран С.А. Агрохимические аспекты получения высококачественного зерна в России // Плодородие. 2018. № 1 (100). С. 18–19.
Зайцева И. Сорта – лидеры // Новое сел. хоз-во. 2014. № 1. С. 56–57.
Захарова Н.Н., Захаров Н.Г., Гаранин М.Н. Формирование качества зерна озимой и яровой мягкой пшеницы в условиях лесостепи среднего Поволжья // Вестн. Ульяновск. ГСХА. 2016. № 1(33). С. 14–20.
Волынкин В.И., Волынкина О.В., Новоселов В.П. Влияние погодных условий на урожай и качество пшеницы в Курганской области // Вестн. РАСХН. 2008. № 3. С. 32–34.
Волынкина О.В., Волынкин В.И. Рекомендации по технологии выращивания высококачественного зерна ценных сильных сортов яровой мягкой пшеницы в Курганской области и формированию товарных партий ценной пшеницы. Куртамыш: Куртамышская типография, 2014. 88 с.
Научные основы систем земледелия Курганской области: рекомендации. РАСХН, Курганский НИИСХ. Курган, 2001. 296 с.
Система земледелия Курганской области. ВАСХНИЛ, СО, Курганский НИИЗХ. Новосибирск, 1988. 216 с.
Невольнева Е.В. Влияние различных агроприемов на урожайность и качество озимой пшеницы в условиях ЦЧЗ // Инновационные технологии возделывания белого люпина и других зерновых культур. Мат-лы Всерос. научн.-практ. конф. с международ. участием Белгородского НИИСХ 13–15 июня 2017 г. Белгород: Белгородский НИИСХ, 2017. С. 346–350.
Журавлев Д.Ю., Климова Н.Ф., Ярошенко Т.М., Пронько В.В. Влияние минеральных удобрений на качество зерна культур зернопарового севооборота на южных черноземах Поволжья // Итоги выполнения программы фундаментальных научных исследований государственных академий на 2013–2020 гг. Всерос. коорд. совещ. научн. учрежд. – участников Географ. сети опытов с удобр. 16–17 апреля 2018 г. М.: ВНИИА, 2018. С. 86–91.
Грабовец А.И., Бирюков К.Н., Фоменко М.А. Сравнительная характеристика урожайности и количества белка в зерне сортов озимой пшеницы и тритикале на Дону // Земледелие. 2020. № 7. С. 25–28.
Дополнительные материалы отсутствуют.