Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование качества зерна яровой мягкой пшеницы в зависимости от почвенно-климатических условий

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Формирование качества зерна яровой мягкой пшеницы в зависимости от почвенно-климатических условий"

. и МУ-

НИГМАТЬЯНОВ АЗАТ АДИПОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЧВЕННО-КЛИМАШЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Специальность 06.01.09 - растениеводство

Автореферат

диссертации па соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Уфа 2Ш1

На правах рукописи

Работа выполнена на кафедре раетс 11 неводств а Башкирского государственного аграрного ушшерситета в 19% - 2000гг.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

заслуженный деятель науки Республики Башкортостан, профессор Исмагидав P.P. доктор биологических наук, профессор Хабиров И.К,

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Амирханов Д,В, кандидат сельскохозяйственных наук Никонов В.И,

Ведущая организация: Министерство сельского хозяйства

н продовольствия Республики Башкортостан,

Защита состоится 24 октября 2001 г, в_ч. на заседании диссертационного совета Д 220, 003. 01 в Башкирском государственном аграрном университете по адресу: 450001, г .Уфа, ул. 5йлет Октября, 34

С диссертацией можно ознакомиться в и:- ютске Башкирского государственного аграрного университета, - _ ■

Автореферат разослан сентября 200' юл

Ученый секретарь диссертационного . кандидат сельскохозяйственных паук, доцент

. В.А.Печаткин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований, В Российской Федерации основным источником белка растительного происхождения являются хлебобулочные изделия, что выдвигает зерно пшеницы в разряд стратегических продуктов питания, обеспечивающих продовольственную безопасность страны.

Республика Башкортостан является одним го крупнейших производителей зерна пшеницы в России. За последние 5 лет ежегодные валовые сборы зерна пшеницы составили 1.5 млн. тонн. Однако большая часть производимого зерна пшеницы в республике не отвечает требованиям, предъявляемым к продовольственному зерну, вследствие его низкого качества. Из заготовленного зерна пшеницы только около 35 % по качеству соответствует третьему и выше товарным классам.

Качество зерна пшеницы в значительной мере зависит от почвенно-климатическнх условий (К.А.Фляксбергер, 1962; П.Е.Суднов, 1965: И.М.Коданев, 1976; А.Р. Константинов, 1978; В.Д.Панников, В.Г.Минеев, 1987). Территория РБ характеризуется разнообразием почвенных и климатических условий. Это обусловлено расположением территории республики на стыке нескольких климатических поясов и наложением крупных геоморфологических образований, как Южный Урал, Уфимское плато и Белебеевская возвышенность (А Х. Мукатанов, 1999).

Подробно изучены и разработаны приемы повышения качества зерна пшеницы в различных регионах страны (А.И.Марушев, 1968; В.К. Гирфанов, 1976; Г.П.Жемела, 1978; Л.Н.Павлов, Л.П.Воллейдт, 1978; АП. Федосеев, 1985; Г.П.Жемела, А.И.Лященко, 1991; Л.И.Макарова, 1995: Р.Р.Исмагилов, В.А.Печаткин, И.И.Багаутдипов. 1998). В то же время совершенно недостаточно исследовано значение и характер влияния природных ресурсов па формирование хлебопекарных качеств зерна па территории Республики Башкортостан,

Кроме того, около 70 % пахотных угодий расположены на склонах различной крутизны, вследствие чего наблюдается перераспределение как энергетических потоков, так и влаги и соответственно изменяются условия формирования урожая и его качества. Изменчивость климата и плодородия почв на территории требует адаптации растениеводства в т.ч. технологии возделывания полевых культур (В.И.Кирюшин, 1993; А.А,Жученко, 1988;1990; Н.Р.Бахтизин. Б.М.Миркин, Ф.Х.Хазиев, Р.М.Хазиахметов, 1993; Н.Р.Бахтнзнн, 1998). Повышение и стабилизация заготовок высококачественного зерна возможно при наличии знаний о закономерностях влияния

гидротермичес ких условии на процессы формирования качества зерна и разработке на этой основе адаптивной технологии возделывания яровой пшеницы. В этой связи научные исследования, направленные на изучение процессов формирования урожая под влиянием почве нно-климатических условий, а также эффективности отдельных технологических приемов в зависимости микроклиматических ресурсов являются актуальными.

Цели и задачи исследовании. Целью исследований явилось установление степени и характера влияния рельефа, плодородия почвы и гидротермических условий в период вегетации на территории Республики Башкортостан на качество зерна яровой пшеницы. Исходя из цели исследований были поставлены следующие задачи:

— шучигь формирование урожайности и качества зерна яровой пшеницы на различных элементах рельефа;

- определить эффективность некорневых азотных подкормок в зависимости от местоположения посевов на различных элементах рельефа;

- изучить влияние различного типа почв (на примере серых лесных и черноземов) на формирование качества зерна яровой пшеницы;

— установить степень и характер влияния гидротермических условий на территории Республики Башкортостан на основные хлебопекарные показатели качества зерна.

Научная новизна. Впервые установлена особенность формирования урожая зерна яровой пшеницы и его качества на разлггчньк элементах рельефа (верхняя, средняя и нижняя части склонов южной и северной экспозиции). Вьивлена различная эффективность некорневых азотных подкормок в зависимости от местоположения посевов на различных элементах рельефа. Показано, что на выщелоченных черноземах формируется более высокий урожай зерна яровой пшеницы с несколько пониженной массовой долей клейковины, чем на серой лесной почве. Впервые установлена степень и форма зависимости содержания белка, массовой доли и качества клейковины зерна яровой пшеницы от гцдротермических условий июля месяца

Защищаемые положения. 1. В условиях Южной лесостепи Республики Башкортостан урожайность и качество зерна яровой мягкой пшеницы подвержены изменчивости в зависимости от местоположения посева. На склонах северной и южной экспозиции наибольшая урожайность зерна формируется в нижней части склона. Качество зерна наибольшая в верхней части южного склона.

2. Эффективность некорневых азотных подкормок выше в верхней и средней части склона южной экспозиции и в верхней части северной экспозиции.

3, Урожайность зерни яровой пшеницы на выщелоченном черноземе выше, хотя массовая доля клейковины в зерне несколько больше на серой лесной почве.

4, На всей территории Республики Башкортостан содержание белка и массовая доля клейковины в зерпе возрастает с повышением температуры воздуха в июле, а увеличение осадков, жюборот, снижает качество зерни. Качество клейковины незначительно зависит от среднесрочной температуры воздуха и суммы осадков. С продвижением с юга на север республики, значение температуры воздуха в формировании качества зерна возрастает.

Практическая значимость работы. Составлены уравнения регрессии для прогнозирования массовой доли клейковины в зерне по среднесуточной температуре воздуха и сумме осадков в июле месяце. Рекомендованы элементы рельефа для размещения посевов продовольственного зерна яровой пшеницы в Южной лесостепи РБ. Установлена целесообразность некорневых азотных подкормок в верхней и средней части склон южной экспозиции и в верхней части северного склона.

Внедрение практических разработок в СПК им К.Маркса Дюртюлинско-го района на площади 320 га дала возможность получить 149,4 тыс. рублей прибыли. Результаты исследований используются в учебном процессе в Башкирском государственном аграрном университете по курсу «Растениеводство» и «Технология хранения и переработки продукции растениеводства».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на региональных научных конференциях «Проблемы антропогенной эволюции почв Башкортостана» (Уфа, 1996), «Качество продукции растениеводства» (Уфа, 1997), «Актуальные проблемы селекции и семеноводства зерновых культур юго-восточного региона Российской федерации» (Саратов, 1999), «Социально-экономические и экологические проблемы развития юго-восточного региона Республики Башкортостан» (Сибай, 2000), «Проблемы адаптивного растениеводства» (Уфа, 2000), ш научных конференциях профессорско-преподавательского состава БГАУ (1996,1997,1999гг.).

Основные практические разработки прошли производственные испытания в СПК им, К.Маркса Дюртюлинского района РБ.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в К печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения. 4 разделов, выводов и предложений производству. Работа изложена на 197

страницах машинописного текста, включает 54 таблицы, 32 рисунка и библиографии да 255 литературных источников

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Зерно пшеницы - основное сырье для производства хлебобулочных изделий, Пригодность зерна для хлебопечения и питательная ценность определяется его качеством. Управлять качеством зерна и соответственно производить высококачественное зерно возможно при знании закономерностей его формирования. Качество зерна формируется под влиянием многих факторов. Все факторы можно свести в 3 группы: генотип растения (сорт), технология производства зерна, природные ресурсы и факторы (Р.Р.Исмашлов, 2000).

Многочисленные исследования посвящены изучению зависимости качества зерна от сортовых особенностей (Т.Б.Дарканбаев, 1955; Н.И.Даленхо, Е.Д.Казаков, 1956; М.И.Княгиничев,1958; П,Е.Суднов,1965; В.А.Олифер, В .П. Старостенко, ОДСемихова, 1984; Н.Н.Новиков, Б.В.Войесса, 1994) и приемов производства (П.Е.Суднов, 1965; И.М.Коданев, П.Н.Шибаев, В .В .Масловский, 1967; А.И.Марушев, 1968; И.М.Коданев, 1970; И.М.Коданев, М.А.Соболева, В.В.Масловский, 1972; В.К, Гирфанов, 1976; Г.П.Жемела, 1978; А.Н,Павлов, Л.П.Воллейдт, 1978; АЛ.Федосеев, 1985; Г,П. Жемела, А.И.Лященко, 1991; В.М.Макарова, 1995; Р.Р.Исмагилов, В.А.Печаткин, И.И.Багаутдинов, 1998). Однако закономерное влияние указанных двух групп факторов наблюдается при определенных природных условиях произрастания растений и природные ресурсы оказывают значительное влияние на качество зерна.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектом исследований явилась яровая мягкая пшеница и ее сорт Симбирка, включенный в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Республики Башкортостан,

Изучение влияния рельефа на формирование зерна яровой пшеницы нами проводилось на территории СПК им, К.Маркса Дюрполинского района. Почвенный покров опытного участка представлен выщелоченным черноземом с тяжелым гранулометрическим составом. Содержание гумуса 8,6 %, сумма поглощенных оснований - 48 мг-экв./IOO г почвы. Содержание в почве общего азота 0,45 %, подвижного фосфора - 15,3 мг/100 г и обменного калия 15,2 мг/100 г почвы. В выщелоченном черноземе вегетационно-подевого

опыта содержание гумуса составило 6,1 %, общего азота 0,45 %, подвижного фосфора - 8.5 м г/100 г, обменного калия - 10,0 мг/100 г, сумма поглощенных оснований - 48 мг.-экв./100 г почвы, в серой лесной почве содержание гумуса составило 3,6 %, общего азота - 0,24 %, подвижного фосфора - 9,8 мг/100 г, обменного калия 9,7 мг/100 г, сумма поглощенных оснований - 29 мг.-экв, на 100 г почвы.

Агрометеорологические условия 1996-2000 годов отличались от среднем ного летних показателей. Вегетационный период 1996 года характеризовался повышенной температурой воздуха и дефицитом влаги, сумма осадков составила по Дюртюлииской метеостанции 177 мм, по метеостанции Уфа -Дема 200 мм, ГТК за период май-август составил соответственно 0,78 и 0,73. 1997 год отличался некоторым недобором эффективных температур и повышенным количеством осадков. 1998 год был острозасушливым и ГТК составил па обоих метеостанциях 0,54. 1999 год был сравнительно благоприятным, ГТК за период май - август составил соответственно 0,90 и 0,95. Условия 2000 года в целом были сравнительно благоприятными, ГТК соответственно составил 0,92 и 1,21.

Для решения поставленных задач были заложены стационарные полевые опыты на территории 3-го производственного участка СПК им. К.Маркса на поле №4 севооборота №3. Рельеф поля имеет форму холма, вытянутом с запада на восток с крутизной склона южной и северной экспозиции 2-3На склоновых частях поля был освоен пятипольный опытный севооборот со следующим чередованием культур: впко-овсяная смесь-озимая рожь-яровая пшеница-кукуруза на силос-ячмень. Севооборот развернут во времени и пространстве. Общая площадь севооборота 120 га. Для изучения формирования урожайности и качество зерна яровой пшеницы в зависимости ог местоположения посевов на различных элементах рельефа, был заложен трехфак-торный полевой опыт: Фактор А - экспозиция склона (1. южная; 2. северная), фактор В — местоположение посевов на склоне (1 .верхняя, 2.средняя. З.нижняя часть склона), фактор С - применение удобрений (1, Без удобрений - контроль; 2. И^РзаКчк (фон); 3, Фон + N,5 в фазу колошения). Площадь учетной делянки 200 м" (ширина 10 м, длина 20 м). Размещение деляпок в повторностях последовательное. Повторность вариантов шестикратная.

Норма внесения удобрений расчитывалась балансовым методом. Некорневая подкормка 11%-ным раствором мочевины проводилась в фазу колошения яровой пшеницы.

Для изучения формирования качества зерна яровой мягкой пшеницы на серой лесной почве и черноземе выщелоченном, был заложен вегетациошю-

полевой опыт, »о следующей схеме; (], чернозем выщелоченный; 2. серая лесная почва). Почву брали послойно (0,1 м) до глубины 1,2 М и помещали в мешки. Засыпку почвы производили в деревянные сосуды без дна, изолированные полиэтиленовой пленкой размером 0,7x0,7x1,2 м с учетом взятия слоев. Варианты закладывали в четырехкратной повторности. Посев проводили вручную семенами сорта Симбирка, из расчета 270 всхожих семян на 1 вегетационный сосуд (0.49 мг).

Проводили следующие полевые наблюдения и лабораторные анализы: наблюдения за наступлением фенологических фаз - по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (Методика государственного сортоиспытания .,,, 1971); общий гумус — по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26951- 86); общий азот - по Кьельдалю; нитратный азот - по Грандваль-Ляжу (ГОСТ 26951 - 86); аммонийный азот - колориметрическим методом с реактивом Несслера (ГОСТ 26486 - 85); подвижные формы фосфора и обменный калий по методу Мачигииа (ГОСТ 26205 -84); рН водной и солевой суспензии - по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212 - 84); густота стояния растений в вариантах по отдельным фазам развития определялась на трех постоянно закрепленных пробных площадках каждого варианта в двух несмежных повторностях каждого опыта (Методика государственного сортоиспытания 1971); содержание азота в надземной массе растений и сырого протеина определяли на инфракрасном анализаторе NIR SCANNER model 4250 с компьютерным управлением; определение структуры урожая - по пробным снопам с площади 1 м* каждой делянки опыта (Методике государственного сортоиспытания .,., 1971); масса 1000 зерен - по ГОСТу 10842-76; натура зерна - по ГОСТу 10840-76; общая стекловидностъ - по ГОСТу 10987-76; влажность - по ГОСТу 13586.5-85; массовая доля сырой клейковины и ее качество - по ГОСТу 13586.1 -68; Засоренность - по ГОСТ 13586,2-81. Существенность разницы в экспериментальных данных установлена дисперсионным анализом, тесноту и форму связи между признаками оценена корреляционно-регрессионным методами на ПЭВМ по стандартной программе (Statistics 5,0 for Windows); учет урожая проводили сплошным обмолотом с последующим переводом величины урожая на 100 % чистоту и 14 % влажность. Экономическую эффективность определяли расчетным методом. Для анализа были собранны с разных Госсортоучастков образцы зерна и использованы данные Уфимской гидрометобсер-ватории

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Урожайность н качество зерна яровой пшеницы в зависимости от местоположения посевов на различных элементах рельефа 3.1.1. Формирование урожайности на различных элементах рельефа в зависимости от применения удобрений Рельеф является одним m основных факторов распределения климатических ресурсов к изменения плодородия почвы на территории хозяйства и даже одного поля. На разных элементах рельефа создаются неодинаковые условия для роста и развития растений.

В наших исследованиях во все годы наибольшая высота снежного покрова была отмечена в нижней части склона северной экспозиции, наименьшая в верхней части склона южной экспозиции. На различных элементах рельефа снег сходил неодновременноs раньше освобождался участок на южном склоне. Разновременность схода снега обусловливало неравномерное распределение почвенной влаги и наступление физической спелости почвы, что в последующем сказалось на наступления фенологических фаз яровой пшеницы. Продолжительность межфазных периодов на склоне с южной экспозицией всегда была короче, чем с северной, а также в верхних частях склонов был короче, чем в нижних его частях.

На разных элементах рельефа и основные показатели плодородия почвы были разными. Мощность гумусового горизонта колебалась от 33 см в нижней части обоих склонов до 42 см в верхней части южного склона. Содержание гумуса в пахотном слое колебалась от 6,2 %, в верхней н средней части южного склона и в верхней части северного склона до 6,4 % в нижней части северного склона. Содержание подвижного фосфора в пахотном горизонте - от 7,8 мг/100 г почвы в верхних частях обоих склонов до 8,2 мг/100 г в нижней части северного склона, обменного калия в пахотном горизонте в верхней и средней части обоих склонов - от 8,7 мг/100 г почвы до 8,4 мг/100 г почвы в нижней части южного и 8,3 на северного склона).В среднем за годы исследования содержание аммонийного азота было выше на склоне с северной экспозицией. Среднее содержание нитратного азота на южном склоне было выше, чем на северном склоне, т.е. на северном склоне в пищевом режиме почвы, как правило, преобладает аммонийная форма азота, а на склоне с южной экспозицией нитратная форма азота.

Различия в содержании азота в почве отразилось на обеспеченности азотом растений. Отмечено, что в фазу кущения содержание адата на абсолютно сухую массу растений на верхней части склона ниже, чем на нижней части склона.

Таблица 1 Урожайность мятой яровой пшеницы на различных элементах рельефа в зависимости от применения удобрений (СТТК им. К.Маркса Дюртмли некого района,

Местоположение посева Контроль Фон Ф0Н + Ы|5

Южный склон

Верхняя часть склона 2,05 2Д8 2,26

Средняя часть склона 2,10 2,35 2,38

Нижняя часть склона 2,19 2,56 2,55

Северный склон

Верхняя часть склона 2,05 2,39 2,37

Средняя часть склона 2,10 2,53 2,56

Нижняя часть склона 2,26 2,77 2,85

Полевая всхожесть была всегда выше в нижней части склонов, особенно тш северной экспозиции склона, В результате этого густота стеблестоя в нижней части была пыш-\ чем в верхней части стонов. Некорневые атогные подкормки в фа 1у колошения приводили к увеличению продуктивною стеблестоя на ешж-ней части южного склона и па склоне с северной эшюзицией.

В зависимости от местоположения посевов и от применения удобрений изменялось и озерненность колоса. Наибольшая озерненность колоса в годы исследований была в верхней части южного склона наименьшая в нижней части северного склона. В целом озерненность колоса на южном склоне была выше, чем На северном склоне, за исключением острозасушливого 1998 года. На удобренных вариантах озерненность увеличивалась. Некорневые азотные подкормки, как правило, увеличивали озерненность колоса, наибольшее увеличение было в верхних частях склонов. Различия в озерпенности колоса объясняется неоднородностью условий увлажнения и уровня минерально!« питания растений.

Различия в условиях вегетации на различных элементах рельефа, безусловно, не могла, не отразится на урожайности зерна яровой пшеницы. Во

все годы исследований наибольшая урожайность отмечалась в нижней части южного склона и в целом на северном склоне (таблица 1). Во влажные годы в нижней части склона теличиваетея количество продуктивных стеблей на фоне сокращения количества зерен в колосе, в засушливые же годы отмечается, как высокая озерненность колоса, так и относительное j-величение густоты продуктивного стеблестоя.

3.1.2 Изменение показателей качества зерна яровой пшеницы на рапичных элементах рельефа.

Одним из физических показателей качества хрна является масса 1000 зерен. Ее величина в зависимости от местоположения посева и минерального питания также подвергалось значительным изменениям. При условиях jn-лажнения близких к оптимальным па южном склоне зерно имеет более высокою массу в сравнении с противоположным склоном. Причем в нижних частях склона при высокой густоте стеблестоя происходит снижение массы 1000 зерен, В годы с острой засушливым вегетационным периодом (1998 г.) формируется зерно с ншкой массой, особенно на южном склоне, а на пониженных элементах рельефа происходит повышение массы 1000 зерен. Некорневые подкормки, как правило, увеличивали массу 1000 зерен в верхних частях обоих склонов,

В зависимости от рельефа изменялся и натура зерна. В годи с условиями увлажнения близкими к оптимальным, происходит снижение показателя натуры зерна в нижних частях склона, что говорит о низкой ш.трап ценности и выполненности зерна. Внесение удобрений под планируемый урожай в данные годы наиболее эффективны в верхних и средних частях склонов. В ост-рочасушлитюм году (1998 год) натура зерна увеличивалась в нижних частях склонов. Поздние некорневые азотные подкормки не оказали существенного влияния на повышение натуры зерна.

Общая стекловидностъ зерна изменялась В зависимости от агрометеорологических условий года, применения удобрений и местоположения посева на рельефе. В засушливые и теплообеспеченные годы и на фоне внесения удобрений и в верхней части склона зерно формировалось с более высокой стекловидностью. Внесение удобрений до посева и некорневые подкормки также были более эффективны на посевах расположенных в верхней части склона, в нижней и средней части склона некорневые подкормки оказывали существенное влияние лишь в засушливые годы.

11акошение протеина в зерне более интенсивно происходит на южном склоне, причем в верхней cío части. В засушливые годы различия по эле-

меігтам рельефа нескол г, ко снижается, но общая тенденция сохраняется. До посевное внесение удобрений на склоне повышает содержание сирого протеина в верхней и средней части южного склона, на осталыплх элементах рельефа увеличивается лишь в засушливые годы, Во все годы исследования некорневые азотные подкормки увеличивали содержание сырого протеина в зерне, преимущественно па южном склоне. Некорневая азотная подкормка на склоне с северной экспозицией была эффективнее лишь в острозасушливом году.

Таблица 2 Изменение массовой доли сырой клейковины в ісрнс ярок ой

мягкой пшеницы на различных элементах рельефа в зависимости от применения удобрений (СПК им. К.Маркса Дюртю.шнского района,

Местоположение посева Контроль Фон Фон+ N[5

Южный склон

Верхняя часть склона 25,9 27,4 29,6

Средняя часть склона 25,0 26,0 27,3

Нижняя часть склона 23,8 22,5 23,6

Северный склон

Верхняя часть склона 25,1 26,1 26,9

Средняя часть склона 23,1 23,4 23,7

Нижняя часть склона 22,4 21,6 21,4

Лабораторные анализы показали, что в зависимости от агрометеорологических условий в период вегетации и местоположения посевов, а также от внесения удобрений на различных элементах рельефа варьирует и массовая доля клейковины в зерне пшеницы. В верхней части южного склона формируется клейковина с лучшими хлебопекарными свойствами, причем данная тенденция была характерна во все годы исследований (таблица 2).

Некорневая подкормка мочевиной оказала определенное влияние и на качество кчейковмны.

1.1

3.2. Фирмнропание урожайности н качества терна яровой пшеницы на выщелоченном черноземе и серой лесной почве

Наб.'иодег{ия покачали чга, плодородие почвы оказывает существенное в.таягше на темпы роста и развития растений яровой пшеницы. В 1998- 1999 гг. отличие между вариантами в дате появления всходов не было отмечено. Фаза кущения несколько была продолжительнее и интенсивнее на выщелоченном черноземе, что объясняется более высокой водоудерживающей способностью этих почв и большей обеспеченностью доступными формами азота. Выход в трубку растений был отмечен раньте на выщелоченном черноземе. При этом наступление фазы колошения па серой лесной почве сократилось. Цветение было отмечено на серой лесной почве несколько раньше. Дата наступления фаз спелости совпало на обоих типах почв, В условиях 2000 года на выщелоченном черноземе всходы появились на 6-ой день, тогда как на серой лесной почве появление всходов задержалось на 1 день. Продолжительность фазы кущения на обоих вариантах составила 15 дней. Фаза выхода в трубку составила на выщелоченном черноземе 22 дня, а на серой лесной почве 21 день. Фаза колошения на обоих вариантах опыта наступила 13 июля, но ее продолжительность была различной. Фаза цветения была более растянута на серой лесной почве. Наступление фазы молочной спелости на выщелоченном черноземе наступило раньше на 3 дня, чем на серой лесной почве. Дата наступления восковой и молочной спелости быта одинаковой.

Во все годы исследования интенсивность кущения растений была выше на черноземе выщелоченном. В 1998 году продуктивная кустистость составила 1,2, в 1999 - 1,4 и в 2000 - 1,2. Озернеппость колоса в 1998 и 2000 году была выше в варианте с выщелоченным черноземом, а в 1999 году несколько выше па серой лесной почве.

Урожайность зерна пшешщы во все годы исследований быта выше на выщелоченном черноземе, в 1998 Году выше на 70,4%, в 1999 - на 6%, в 2000 - 16 %, чем на серой лесной почве. Содержание белка и массовой доли сырой клейковины в зерне во все годы была несколько выше на серой лесной почве, а упругие свойства клейковины в 1999 и 2000 годы несколько лучшими были на варианте с выщелоченным черноземом.

Более высокую массовую долю сырой клейковины в зерне на серой лесной почве мы объясняем тем, что в начале вегетации условия азотного питания создались лучше па выщелоченном черноземе, что приводило к интенсивным ростовьм процессам и накоплению биомассы. В дальнейшем на выщелоченном черноземе наблюдалось снижение содержания нитратного азот«

вследствие более интенсивного использования его растениями, накопившими больше вегетативную массу во время кущения. В результате растеши в период формирования и налива зерна испытывали недостаток азотного питания. Как известно, недостаток азота в поздние фазы вегетации не оказывает существетгого влияния на урожайность пшеницы, но снижает накопление белка в зерне (Л.Н.Павлов, 1986),

3.3. Зависимость качества зерна яровой пшеницы от гидротермических условий по зонам Республики Башкортостан 3.3,1. Зависимость содержания белки е зерне от среднесуточной температуры еогдуха Температура воздуха - один из основных факторов, влияющих на накопление белковых веществ в зерне пшеницы. Повышение температуры, с одной стороны, усиливает деятельность почвообитающих бактерий, что приводит к минерализации гумуса и мобилизации почвенного азота, с другой стороны, влияя на ассимиляционные процессы в растении, способствует усиленному дыханию растений, увеличивая расход углеводов, способствует накоплению белка в зерне. Повышение температуры во время вегетационного периода, особенно в фазы формирования и налива, оказывают большое влияние па качество клейковшшого комплекса, воздействуя на его растяжимость и эластичность, повышают си.'1у муки. Многие исследователи (М.М.Стрельникова,! 971; А.Б.Вакар,1975; В.Г.Микеев, А.Н.Павлов, 1981) связывают это с укреплением сульфидных связей в клейковинных белках (глютелина и глиадина). Повышение энергетических потоков, в частности, температуры способствует синтезу более сложных соединений, какими являются белки и наиболее сложньгх из на\ глютелинов, определяющих во многом хлебопекарные свойства зерна пшеницы (Т.Агакаиа, П,Уопегача,1975).

Проведенный нами корреляционный анализ показал на достаточно сильную зависимость содержания бежа в зерне от среднесуточной температурой воздуха июля месяца. Коэффициент корреляции составил г=0,888. Связь между содержанием белка и температурой воздуха за май и июнь месяцы статистически несущественны. С повышением температуры воздуха увеличивается содержание белка в зерне яровой пшеницы. Данная зависимость прямолинейна и описывается следующим равнением регрессии:

У=1,934+0,654Х,

где У - содержание белка в зерне, %;

X - средняя температура воздуха ию:ы, "С.

Согласно данному уравнению, повышение средней температуры июля месяца на 1°С приводит к увеличению содержания белка в зерне яровой пшеницы в условиях Республики Башкортостан на 0,654%.

Дальнейшее исследования показали, что теснота и характер влияния температуры воздуха на содержание белка в зерне яровой пшеницы неодно-знаны в различных географических точках республики. Теснота связи различна в различных почве нно-климатических зонах республики. Содержание белка в зерне яровой пшеницы в степных условиях в меньшей степени зависит от изменения температуры воздуха (г = 0,647±0,241), чем в северовосточной лесостепи (г = 0,950±0,063), В целом наблюдается повышение значения температуры воздуха в формировании высокобелкового зерна с продвижением с юга на север,

В данном случае в Северо-восточной лесостепи температура является лимитирующим фактором и его повышение оказывает существенное влияние на белковость зерна. В то же время в зауральской степи температура в июле сравнительно высокая и при недостаточной влагообеспеченности в меньшей степени оказывает влияние на образования белка в зерне.

Характер зависимости содержания белка в зерне от температуры воздуха также различен в различных точках. Наибольшее повышение содержания белка в зерне при повышении температуры на 1 градус наблюдается в условиях Дуванского ГСУ, и наименьшей в условиях Хайбуллинского ГСУ. Коэффициенты регрессии составили 0,421 в Хайбуллинском ГСУ, 0,592 в Дав-лекановском ГСУ, 0,624 в Кармас калине ком ГСУ, 0,833 в Дуванском ГСУ,

3,3,23а«исимость количества и качества клейковины от среднесуточной температуры еоъдуха

Корреляционный анализ многолетних данных показал, что на формирование хлебопекарных качеств зерна яровой пшеницы в условиях Республики Башкортостан оказывает значительное влияние температурный режим в период вегетации растений. Выявлено, что наиболее сильное влияние на качество зерна оказывает изменение температуры воздуха в период его формирования, налива и созревания. Эти фазы в основном проходят в июле месяце.

Коэффициент корреляции между массовой долей клейковины и среднесуточной температурой воздуха за июль месяц составил 0,385±0,047. С повышением температуры воздуха увеличивается массовая доля сырой клейковины, Данная зависимость прямолинейна и наиболее точно описывается для всей территории республики следующим уравнением регрессии

¥= - 0,410 + 1,68IX,

где У - массовая доля клейковины, %,

X - средняя температура воздуха июля, °С,

Согласно данному уравнению регрессии повышение температуры воздуха на 1РС увеличивает массовую долю клейковины на 1,681%. На рисунке 1 приведен график данной зависимости. Однако теснога и форма данной связи также различны в разных почвенно-климатическнх зонах. Так, в Зауральской степи республики (Хайбуллинский ГСУ, чернозем типичный) коэффициент корреляции между температурой воздуха (при ее изменении от 16,0 до 23,1 °С) составила 0,592±0,255, а в Северо-восточной лесостепной зоне (Ду-ванский ГСУ, темно-серая лесная почва) - 0,973±0,04б (при изменении температуры от 14,2 до 21,0 "С). В целом по мере продвижения с юга на север значимость температуры воздуха в формировании массовой доли клейковины возрастает. Так, коэффициент регрессии в условиях Зауральской степи составил 0,990, в Предуралъской степи - 1,308, в Южной - 1,830 и Северовосточной лесостепи - 2,159. Эти коэффициенты показывают величину повышения массовой доли сырой клейковины (в процентах) при повышении среднесуточной температуры воздуха июля на 1 РС.

Рисунок 1 Зависимость массовой доли клейковины в зерне пшеїпіцьі от средней температуры за июль на территории Республики Башкортостан

15 1Т 19 21 гз

Среднесуточная температура воздуха за июль, *С

Температура воздуха оказывает определенное влияние и на упругие свойства клейковины. Однако, как показали наши исследования, степень зависимости качества клейковины от температуры сравнительно небольшая.

Коэффициент корреляции между показателем ИДК-1 и среднесуточно!! температурой воздуха за июль составил 0,599±0,083. С повышением температуры воздуха отмечается тенденция снижения показателя ИДК и соответственно укрепления клейковины. Данная тенденция прямолинейна и описывается для всей территории республики следующим уравнением регрессии

У=123,610-2,639Х, где У - показатель ИДК;

X - средняя температура воздуха июля, "С, С повышением температуры воздуха июля на ^С показатель ИДК снижается на 2,639 усл. единиц. Данные показывают, что клейковина хорошего качества (45 - 75 усл. ед., I группа) формируется в годы с средней температурой воздуха июля месяца выше 19,0 "С,

В различных почвенно-климатических зонах степень VI характер влияния температуры воздуха на качество сырой клейковины различно. Наиболее тесная связь отмечается в Северо-восточной лесостепи г= -0,6%±0,144 (Ду-ванский ГСУ).

Таким образом, с продвижением с юга на север роль температуры возрастает в образовании клейковинного комплекса.

Характер зависимости содержания бежа и массовой доли клейковины от температуры воздуха аналогичен, так как массовая доля клейковины в основном определяется содержанием в зерне белка, в частности следующих фракций: проламины и глюгелины. Эти фракции у мягкой пшеницы составляют 63,8% (Н.П.Козьмина, 1976). Коэффициент корреляции между содержанием белка и массовой доли сырой клейковины 0,981±0.019 и коэффициент регрессии 2,530. Данная связь в изучаемых пределах прямолинейна и выражается формулой

У = -4,796 + 2,530Х ,

где У - содержание белка в зерне, % X - массовая доля клейковины, % Исходя из данного уравнения следует, что изменение содержания белка в 1% обусловливает изменение массовой доли клейковины на 2,53 %, т.е. соотношение белка и клейковины составляет у изучаемых сортов в условиях Республики Башкортостан 1:2,53.

33.3. Зависимость количества и качества клейковины от ^'.ины осадков

Отрицательное зшчение осадков в накоплении белковых веществ в зерне пшеницы отмечаются многими исследователями (П.Е.Суднов, 1978;

В.Д.Панников, В.Г.Минеев, 1987), Проведенный! нами корреляционный анализ многолетних данных показал, что осадки & период вегетации растений оказывают значительное влияние на формирование качества зерна. Влияние суммы осадков наиболее сильно в период формирования, налива и созревания зерна. Но степень его влияния несколько ниже, чем температуры. Так, коэффициент корреляции между массовой долей клейковины и суммой осадков за июль составил -0,462±0,089. С увеличением суммы осадков уменьшается массовая доля сырой клейковины в зерне (рисунок 2). Данная зависимость прямолинейна и описывается для всей территории республики следующим уравнением регрессии

У = 34,921-0.059Х,

где У — массовая доля клейковины, %;

X - сумма осадков за июль, мм.

При выпадении дождя в количестве 10 мм в июле месяце массовая доля клейковины снижается на 0,59%. Отрицательное влияние осадков в период формирования, налива и созревания зерна пшеницы объясняется, как правило, снижением температурь! воз дуй и освещенности посевов (3.А.Мищенко,1966; А.Р.Константинов, 1978), а также увеличением урожайности культуры (АН,Павлов, 1984). Влияние осадков и на упругие свойства клейковины в целом на территории республики незначительно (г = 0,245±0,097). В тоже время в отдельных зонах наблюдается тенденция ослабления упругих свойств клейковины с увеличением суммы осадков за июль месяц. При выпадении дождя в колшестве 10 мм в июле месяце качество клейковины снижается на 0,8 условных единиц. Отрицательное влияние осадков в период формирования, налива и созревания зерна объясняется, с одной стороны, увеличением количества сульфгидрильных групп в клейковине, приводящему к ослаблению клейковины (А.Б.Вакара, 1961; В.Д.Панников, В.Г.Минеев, 1987; В. А .Тру фа нова, 1994), с другой стороны, повыше! шем активности гидролитических ферментов (Н.Н .Новиков, Б.В.Войесса, 1994; Н.Н.Новиков, 1998).

Форма и теснота зависимости количества и качества клейковины различается в различных почвенно-климатических условиях. Так, в Северовосточной лесостепи республики (Дуванский ГСУ) осадки оказывали несколько меньшее влияние на накопление массовой доли клейковины в зерне пшеницы (г = - 0,246±0,194). В целом, в степных условиях Республики Башкортостан влияние осадков на массовую долю клейковины и его качество выше, чем в лесостепных зонах

Сумма осадков в июле оказывает некоторое влияние и на накопление белка в зерне пшеницы. Коэффициент корреляции между этими показателями составил по республике -0,430±0,090. С увеличением суммы осадков уменьшается содержание белка в зерне.

Данная зависимость прямолинейна и описывается для всей территории республики следующим уравнением регрессии:

У=15,581-0,02! X, где: У - содержание белка в зерне, %;

X - сумма осадков за июль, мм.

.:зо

ф 1 о РО о 1

-О Ъ і ° 4 О о о

.......... 1.......°То о'о ........-о;..... о --V 8 О о

о О о "" О - с

.

о о

160

: Яедгезяет НО " : ЙбЧсопМ.

О 20 43 : 60 40 100 1» 1« Сумма осадков за июль месяц, мм

Рисунок 2 Зависимость массовой доли клейковины в зерне пшеницы от суммы осадков за июль месяц в условиях Республики Башкортостан.

В различных почвенно-климатических зонах форма и теснота связи различны. Наиболее тесная связь отмечена в Зауральской степи (Хайбуллин-ский ГСУ, г=-0,574±0,259), в Южной лесостепи (Кармаскалинский ГСУ, г=-0,556±0,149) и Предуральской степи (Давлекановский ГСУ, г=-0,551±0,178), На северо-востоке (Дуванский ГСУ) республики связь не существенна (г= -0,167 ±0,194). Коэффициент регрессии показывает, что при увеличении осадков наиболее сильное снижение содержания белка происходит в условиях Давлекановского ГСУ (-0,071), затем в Кармаскалинском ГСУ (0,023) и Хайбуллинском ГСУ (-0,014).

-I. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НЕКОРНЕВЫХ ПОДКОРМОК МОЧЕВИНОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОСЕВОВ

Рентабельность возделывания существенно колеблется по годам. Наиболее низкая рентабельность производства зерна яровой пшеницы на всех вариантах была в 1998 году и наиболее высокая в условиях 1996 года, что связано прежде всего высокой урожайностью. Как показывают расчеты наиболее эффективна некорневая азотная подкормка в верхней части южного склона, тогда как в нижней части склона дополнительные затраты на некорневую подкормку не окупались. Наибольшая окупаемость дополнительных затрат на некорневую азотную подкормку была в верхней части южного склона, это объясняется прежде всего не величиной прибавки урожая, а более высокой его закупочной ценой благодаря повышению качества зерна.

В условиях засушливого 1998 года наиболее рентабельно было размещение посева в нижних частях склонов, особенно с северной экспозиций, так как там была отмечена наибольшая урожайность пшеницы. В остальные же годы возделывания (1996,1997,1999,2000 гг.) наиболее рентабельно было размещение посевов на повышенных участках склона с южной экспозицией. Проведение некорневых подкормок мочевиной позволяло еще больше увеличить рентабельность воздельтания данной культуры (таблица 3),

Таблица 3 Экономическая эффективность возделывания пшеницы на

различных элементах рельефа и при некорневой азотной подкормки

Часть склона Показатель Южный склон Северный склон

К* У** у К У УП

1 2 3 4 5 6 7 3

1996

Верхняя Чистый диод. руиУ га 4640, к 5294,9 5867.4 4389.1 5063.4 5169.9

Уровень рентабгэтьност % 467 529 579 441 506 509

Средняя Чистый доход рубУ га 4581.7 5108.6 5536.1 4416.2 4985.4 4957.2

Уровень рентабельности. 460 510 545 444 495 486

Нижняя Чистый доход руб,' га 4837.6 4944,9 4916 4579,7 4156,8 513к.8

Уровень [хчпаблтыюст % 484 493 483 459 412 502

1997

Верхняя Чисть в"| доход, р>й/ га 2474,4 3136,7 3366,7 2384,1 3633,4 3619,5

Уровень [^нта&лыюспс % 254 319 338 244 368 361

Средняя Чисп.п"| доход, руб. /га 2549,7 3360,5 3346 2213,5 3541,8 3556,2

Уровень ронтаЕыльност % 261 341 334 227 357 354

1 2 3 4 5 б 7 8

Нижняя Чистый дожц руб 1 та 2715,3 2677.1 2696,6 1876,3 2889,9 2935,7

Уровень рентабельности, % 278 271 268 192 291 291

1998

Верхняя Чистый шш, [М>. / га 112,3 239.1 129,4 112,3 353.1 209,2

Уровень рентабельности, % 12 25 13 12 37 22

Средняя Чистій дрквд, р><У га 112,3 271,0 209,2 77,61 609.0 835,9

Урсеень рентабельности, */« 12 28 22 8 64 86

Нижняя Чисіьм доход, р>Сга 145,4 1164,3 1086 120,1 1406,8 1889,6

Урсеень рентабельности, % 15 121 112 13 146 192

*К — контроль б» удобрений; **У — удобренный фон; ***УП - удобренный фон + подкормка Ни.

ВЫВОДЫ;

1. Рельеф полл существенно предопределяет условия вегетации растений пшеницы (уровень минерального питания, время наступления физической спелости почвы, увлажненность)

2. В условиях Южной лесостепи Республики Башкортостан, размещение посевов на различных элементах рельефа оказывают значительное влияние на формирование качества зерна яровой пшеницы, особенно на накопление массовой доли сырой клейковины. Массовая доля сырой клейковины в зерне, ^1енялась в среднем за 1996 - 2000 гг. от 22,4 % в нижней части северного склона до 25,9 % в верхней части южного склона.

3. Степень влияния некорневой азотной подкормки на физические и биохимические показатели качества зерна существенно зависит от размещения посевов на элементах рельефа и складывающихся агрометеорологических факторов. Наиболее эффективна некорневая азотная подкормка в Южной лесостепной зоне республики в верхней и средней части южного склона. Проведение поздней некорневой азотной подкормки не оказало существенного влияния на урожайность зерна. Допосевное внесение удобрений увеличило массовую долю сырой клейковины в зерне в верхней части склонов.

4. Посев яровой мягкой пшеницы, размещенный на выщелоченном черноземе, формирует более высокий урожай по сравнению с аналогичным посевом на серой лесной почве, при этом массовая доля клейковины в зерне несколько выше на серой лесной почве.

5. На территории Республики Башкортостан содержание белка и массовая доля сырой клейковины в зерне в значительной мере зависит от среднесуточной температуры (г = 0.888±0,046, г = 0,885±0,047) и суммы осадков (г = -0,430±0,090, г = -0,462±0;089) июля месяца. С повышением температуры воздуха в июле месяце увеличивается содержание белка (коэффициент регрессии 0,654) и массовая доля клейковины (коэффициент регрессии 1,681). При продвижении с юга на север на территории республики значение температуры в формировании качества зерна повышается, а осадков, наоборот, снижается. На качество клейковины температура воздуха н сумма осадков не оказывают значительного влияния,

6. Эконом1Гчески оправдано применение некорневых азотных подкормок на склоновых участках южной экспшшцш, Применение некорневых азотных подкормок в нижней части южного и северного склонов оправдано лишь в засушливые годы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях Южной лесостепной зоны республики рекомендуется размещать посевы яровой мягкой пшеницы для продовольственных целей на высоких элементах рельефа.

2. При невозможности размещения посевов яровой пшеницы с учетом элемента рельефа необходимо после предварительной оценки качества зерна на поле провести уборку урожая и отдельно формировать партии товарного зерна отдельно по элементам рельефа,

3. Применение некорневых азотных подкормок в Южной лесостепной зоне республики целесообразно проводить на высоких элементах рельефа.

4. Для прогноза качества зерна по сложившимся погодным условиям года (температура и сумма осадков июля месяца) предлагается использовать следующие уравнения регрессии:

0,410+ 1.681Х, где У - массовая доля клейковины, %;

X - средняя температура воздуха июля, "С.

У = 34,921 -0,059Х где У - массовая доля клейковины, %; X - сумма осадков за гаоль, мм.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Нигматьянов A.A. Качество превыше всего // Сельские узоры, 1995, -

2. Исмагилов P.P., Азнаев В.Х., Нигматьянов A.A. Плодородие почвы и качество зерна яровой пшеницы // Проблемы антропогенной эволюции почв Башкортостана,-Уфа, 1996-С.10-11.

3. Исмагилов P.P., Печаткин В.А., Багаутдинов И.И., Нигматьянов A.A., Хайруллин И,А. Эффективность некорневых азотных подкормок яровой пшеницы // Качество зерна и приёмы его повышения - Уфа, 1997. -С. 57 - 60.

4. Исмагилов P.P., Нигматьянов A.A., Микроклимат и качество продовольственного зерна пшеницы//Сельские узоры - 1998. -№1. - С. 28

5. Хабиров И.К., Исмагилов P.P., Нигматьянов A.A. Изменение качества зерна яровой гпненицы в зависимости от свойств почвы // Качество продукции растениеводства и приемы его повышения. - Уфа, 1998.-С. 50-52.

6. Исмагилов P.P., Кадиков Р.К., Нигматьянов A.A. Изменение качества зерна сортов яровой пшеницы в условиях РБ // Актуальные проблемы селекции и семеноводства зерновых культур Юго-восточного региона РФ. - Саратов, 1999, - С.65 - 66.

7. Исмагилов P.P., Кадиков Р.К., Нигматьянов A.A. Природные ресурсы и резервы увеличения проюводства продовольственного зерна пшеницы // Социально-экономические и экологические проблемы развития юго-восточного региона Республики Башкортостан. - Сибай, 2000.- С.227 -228.

8. Исмагилов P.P., Печаткин В.А„ Багаутдинов И.И., Нигматьянов A.A., Нурлыгаянов Р.Б., Ахметшин P.P. Технология продовольственного зерна мягкой пшеницы // Аграрная наука - производству. - Уфа, 2001 -С.53,

На правах рукописи

НИГМАТЬЯНОВ A3 AT АДИПОВИЧ

Формирование качества зерна мягкой яровой пшеницы в зависимости от почвенно-климатических условий

06.01.09 — растениеводство

Автореферат

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Лицензия РБ шіода№іьскзюдеят£тьікхль№026І от 10 апрели 1998 года

Подписано в печать 20. 09.2001 г. Формат 60ч84, бумагатипографская.

Гаршпура Тайме. Усл. печ, л, 1.6 Усл. шд л 1.62

Тщиш /ОТ экл. Заказ № 819,

Издательспю Башкирского государственного аграрного университета. Типография Башкирского госуд арства пюго аграрного университета. Адрес издательства и тшюграфии: 450001, г. У<К ул. 50 лет Октября, 34.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Нигматьянов, Азат Адипович

ВВЕДЕНИЕ

1. ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ обзор литературы)

1.1. Основные показатели качества зерна

1.1.1. Натура зерна

1.1.2. Масса 1 ООО зерен

1.1.3. Стекловидность

1.1.4. Массовая доля и качество клейковины

1.1.5. Содержание белка

1.2. Изменение качества зерна в зависимости от почвенных и климатических условий

1.2.1. Влияние изменения климатических условий на качество зерна

1.2.2. Влияние показателей плодородия почвы на качество зерна яровой пшеницы

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объект исследований

2.2. Почвенно-климатические условия Республики Башкортостан

2.3. Почвы опытных участков и их агрохимическая характеристика

2.4. Агрометеорологические условия в годы проведения опытов

2.5. Схема, методика и агротехника проведения полевых и вегетационно-полевых опытов

2.6. Методика полевых наблюдений и лабораторных анализов

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 72 3.1. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от местоположения посевов на различных элементах рельефа 72 3.1.1. Условия вегетации растений яровой пшеницы на различных элементах рельефа

3.1.2. Изменение почвенных условий в зависимости от почвенных условий в зависимости от местоположения посевов на склоне

3.1.3. Формирование урожая зерна на различных элементах рельефа и в зависимости от уровня минерального питания

3.1.3.1. Обеспеченность растений азотом в ходе онтогенеза в зависимости от местоположения посевов на склоне

3.1.3.2. Структура урожая яровой пшеницы в зависимости от местоположения посевов

3.1.3.3. Урожайность зерна яровой пшеницы в зависимости от местоположения посевов на склоне

3.1.4. Изменение физических показателей качества зерна яровой пшеницы на различных элементах рельефа

3.1.4.1. Масса 1000 зерен на различных элементах рельефа

3.1.4.2. Показатель натуры зерна в зависимости от местоположения посевов на различных элементах рельефа

3.1.4.3. Стекловидность зерна пшеницы на различных элементах рельефа

3.1.5. Изменение биохимических показателей качества зерна яровой пшеницы на различных элементах рельефа

3.1.5.1. Содержание сырого протеина в зерне пшеницы в зависимости от размещения посевов и внесения удобрений на различных элементах рельефа

3.1.5.2. Массовая доля и качество сырой клейковины в зерне пшеницы на различных элементах рельефа

3.1.6. Изменение биохимических показателей качества зерна яровой пшеницы при некорневых подкормках мочевиной в зависимости от местоположения посевов

3.1.6.1. Изменение содержания сырого протеина при некорневых подкормках мочевиной на склонах

3.1.6.2. Изменение массовой доли и качества клейковины в зерне пшеницы

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Формирование качества зерна яровой мягкой пшеницы в зависимости от почвенно-климатических условий"

Актуальность исследований. В Российской Федерации основным источником белка растительного происхождения являются хлебобулочные изделия, что выдвигает зерно пшеницы в разряд стратегических продуктов питания, обеспечивающих продовольственную безопасность страны.

Республика Башкортостан является одним из крупнейших производителей зерна пшеницы в России. За последние 5 лет ежегодные валовые сборы зерна пшеницы составили 1,5 млн. тонн. Однако большая часть производимого зерна пшеницы в республике не отвечает требованиям, предъявляемым к продовольственному зерну, вследствие его низкого качества. Из заготовленного зерна пшеницы только около 35 % по качеству соответствует третьему и выше товарным классам (Галиев,1997).

Качество зерна пшеницы в значительной мере зависит от почвенно-климатических условий (Фляксбергер, 1962; Суднов, 1965; Коданев, 1976; Константинов, 1978; Панников, Минеев, 1987). Территория РБ характеризуется разнообразием почвенных и климатических условий. Это обусловлено расположением территории республики на стыке нескольких климатических поясов и наложением крупных геоморфологических образований, как Южный Урал, Уфимское плато и Белебеевская возвышенность (Мукатанов, 1999).

Подробно изучены и разработаны приемы повышения качества зерна пшеницы в различных регионах страны (Марушев, 1968; Гирфанов, 1976; Жемела, 1978; Павлов, Воллейдт, 1978; Федосеев, 1985; Жемела, Лященко, 1991; Макарова, 1995; Исмагилов, Печаткин, Багаутдинов, 1998). В то же время совершенно недостаточно исследовано значение и характер влияния природных ресурсов на формирование хлебопекарных качеств зерна на территории Республики Башкортостан.

Кроме того, около 70 % пахотных угодий расположены на склонах различной крутизны, вследствие чего наблюдается перераспределение как энергетических потоков, так и влаги и соответственно изменяются условия формирования урожая и его качества. Изменчивость климата и плодородия почв на территории требует адаптации растениеводства в т.ч. технологии возделывания полевых культур (Кирюшин, 1993; Жученко, 1988; 1990; Бахтизин, Миркин, Хазиев, Хазиахметов, 1993; Бахтизин, 1998). Повышение и стабилизация заготовок высококачественного зерна возможно при наличии знаний о закономерностях влияния гидротермических условий на процессы формирования качества зерна и разработке на этой основе адаптивной технологии возделывания яровой пшеницы. В этой связи научные исследования, направленные на изучение процессов формирования урожая под влиянием почвенно-климатических условий, а также эффективности отдельных технологических приемов в зависимости микроклиматических ресурсов являются актуальными.

Цели и задачи исследований. Целью исследований явилось установление степени и характера влияния рельефа, плодородия почвы и гидротермических условий в период вегетации на территории Республики Башкортостан на качество зерна яровой пшеницы. Исходя из цели исследований были поставлены следующие задачи:

- изучить формирование урожайности и качества зерна яровой пшеницы на различных элементах рельефа;

- определить эффективность некорневых азотных подкормок в зависимости от местоположения посевов на различных элементах рельефа;

- изучить влияние различного типа почв (на примере серых лесных и черноземов) на формирование качества зерна яровой пшеницы;

- установить степень и характер влияния гидротермических условий на территории Республики Башкортостан на основные хлебопекарные показатели качества зерна.

Научная новизна. Впервые установлена особенность формирования урожая зерна яровой пшеницы и его качества на различных элементах рельефа (верхняя, средняя и нижняя части склонов южной и северной экспозиции). Выявлена различная эффективность некорневых азотных подкормок в зависимости от местоположения посевов на различных элементах рельефа. Показано, что на выщелоченных черноземах формируется более высокий урожай зерна яровой пшеницы с несколько пониженной массовой долей клейковины, чем на серой лесной почве. Впервые установлена степень и форма зависимости содержания белка, массовой доли и качества клейковины зерна яровой пшеницы от гидротермических условий июля месяца

Защищаемые положения. 1. В условиях Южной лесостепи Республики Башкортостан урожайность и качество зерна яровой мягкой пшеницы подвержены изменчивости в зависимости от местоположения посева. На склонах северной и южной экспозиции наибольшая урожайность зерна формируется в нижней части склона. Качество зерна наибольшая в верхней части южного склона.

2. Эффективность некорневых азотных подкормок выше в верхней и средней части склона южной экспозиции и в верхней части северной экспозиции.

3. Урожайность зерна яровой пшеницы на выщелоченном черноземе выше, хотя массовая доля клейковины в зерне несколько больше на серой лесной почве.

4. На всей территории Республики Башкортостан содержание белка и массовая доля клейковины в зерне возрастает с повышением температуры воздуха в июле, а увеличение осадков, наоборот, снижает качество зерна. Качество клейковины незначительно зависит от среднесуточной температуры воздуха и суммы осадков. С продвижением с юга на север республики, значение температуры воздуха в формировании качества зерна возрастает.

Практическая значимость работы. Составлены уравнения регрессии для прогнозирования массовой доли клейковины в зерне по среднесуточной температуре воздуха и сумме осадков в июле месяце. Рекомендованы элементы рельефа для размещения посевов продовольственного зерна яровой пшеницы в Южной лесостепи РБ. Установлена целесообразность некорневых азотных подкормок в верхней и средней части склон южной экспозиции и в верхней части северного склона.

Внедрение практических разработок в СПК им К.Маркса Дюртюлинского района на площади 320 га дала возможность получить 149,4 тыс. рублей прибыли. Результаты исследований используются в учебном процессе в Башкирском государственном аграрном университете по курсу «Растениеводство» и «Технология хранения и переработки продукции растениеводства».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на региональных научных конференциях «Проблемы антропогенной эволюции почв Башкортостана» (Уфа, 1996), «Качество продукции растениеводства» (Уфа, 1997), «Актуальные проблемы селекции и семеноводства зерновых культур юго-восточного региона Российской федерации» (Саратов, 1999), «Социально-экономические и экологические проблемы развития юго-восточного региона Республики Башкортостан» (Сибай, 2000), «Проблемы адаптивного растениеводства» (Уфа, 2000), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава БГАУ (1996,1997,1999гг.).

Основные практические разработки прошли производственные испытания в СПК им.К.Маркса Дюртюлинского района РБ.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, выводов и предложений производству. Работа изложена на 197 страницах машинописного текста, включает 54 таблицы, 32 рисунка и библиографии из 255 литературных источников.

Заключение Диссертация по теме "Растениеводство", Нигматьянов, Азат Адипович

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от местоположения посевов на различных элементах рельефа

3.1.1. Условия вегетации растений яровой пшеницы на разных элементах рельефа

Рельеф является одним из основных факторов распределения климатических ресурсов и изменения плодородия почвы на территории хозяйства и даже одного поля. На разных элементах рельефа создаются неодинаковые условия для роста и развития растений.

В наших исследованиях в 1996 году наибольшая высота снежного покрова была отмечена в нижней части склона северной экспозиции, она составила 64 см, наименьшая - в верхней части склона южной экспозиции - 20 см (таблица 3.1). Низкая высота снежного покрова и более интенсивное и длительное прогревание солнцем в верхней части склона южной экспозиции способствовали более быстрому сходу снега. Снег на склоне с южной экспозицией сошел 14 апреля, тогда как в нижней части склона с северной экспозицией снег сошел 20 апреля, т.е. на 6 дней позже. В нижней части южного склона снег сошел 17 апреля, т.е. на три дня раньше, чем в нижней части противоположного склона. Разновременность схода снега обусловливала неравномерное распределение почвенной влаги и наступление физической спелости почвы на склонах южной и северной экспозиции. Дата наступления физической спелости почвы соответственно была 17 и 19 апреля, а в нижней части склона южной и северной экспозиции - 19 и 25 апреля, т.е. разница между наступлением физической спелости в верхней части южного склона и нижней части северного склона составила 8 дней. Неравномерное созревание почвы вследствие неравномерного распределения влаги и разницы в прогревании почвы в последующем сказалось на наступлении фенологических фаз яровой пшеницы. Продолжительность вегетации пшеницы изменялась в зависимости от местоположения посевов от 90 до 95 дней. Продолжительность межфазных периодов на склоне с южной экспозицией всегда была короче, чем с северной, а также в верхних частях склонов вегетационный период был короче, чем в нижних его частях (таблица 3.2).

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Нигматьянов, Азат Адипович, Уфа

1. Агроклиматические ресурсы Башкирской АССР. - Д.: Гидрометеоиздат, 1976.-235 с.

2. Александрова Л.Н. и др. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации.- Д.: Наука, 1980. 285 с.

3. Алехина Н.Д., Клюйкова А.И. Температура среды и адаптивные изменения свойств ферментов ассимиляции азота у растений // Вестник МГУ. 1988. -№3. Сер. 16: Биология. - С. 3 - 15.

4. Алиев С.А. Экология и энергетика биохимических процессов превращения органического вещества почв Баку, 1978.-353 с.

5. Андрющенко Н.Р. Урожай и качество зерна орошаемой пшеницы в зависимости от удобрений и предшественников на темно-каштановых почвах Крыма // Приемы повышения качества зерна / Тр. Горьковского СХИ. -Горький, 1973. Т59. - С. 266 - 269.

6. Арешников Б.А., Старостин С.П. Вредная черепашка. -М.: Агропромиздат, 1992.-61 с.

7. Ауэрман П.Я. Определение качества клейковины физическими методами //Биохимия хлебопечения. -1942. №2 - С.32.

8. Багаутдинов Ф.Я. Состав, трансформация и регулирование режима органического вещества почв Южного Урала: Автореф. дисс. д-ра биол. наук. -Новосибирск, 1994. 32 с.

9. Бахтизин Н.Р. Обновление зональных систем земледелия на основе адаптивно- ландшафтного подхода // Земледелие. 1998. - №4. - с.7 - 8.

10. Бахтизин Н.Р., Исмагилов P.P. Озимая пшеница. Уфа: Башк. кн. изд-во, 1980.-87 с.

11. Бахтизин Н.Р., Миркин Б.М., Хазиев Ф.Х., Хазиахметов P.M. Концепция развития сельского хозяйства Башкортостана // Вестник РАСХН. 1993, №3. - С. 3-7.

12. Безлюдный И.Н., Беленкевич О.А. Поглощение и использование азота удобрений растениями яровой пшеницы для синтеза белковых веществ //14