Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ СОРТОВ АЛТАЙСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ СОРТОВ АЛТАЙСКОЙ СЕЛЕКЦИИ"

ЗМчдд

На правах рукописи

/

Рассыпное Алексей Витальевич

Почвенно-клнматическпе факторы урожайности н качества зерна яровой пшеницы сортов алтайской селекции

Специальность 06.01.03 - arpo почвоведение, агрофизика; 06.01.09 - растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

¿КС7

Барнаул - 2004 •*■ 1

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии в Алтайском государственном аграрном университете

Научные руководители:

доктор с.-х. наук, профессор Бурлакова Лидия Макаровна доктор с.-х. наук, профессор Стрнжова Фан нд Муха м еджа н ов н а

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Татаринцев Леонид Михайлович

кандидат с.-х. наук, доцент Григорьева Эмилия Сергеевна

Ведущая организация;

Алтайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО РАСХН

Защита состоится 25 июня 2004 г. в 11 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д.220.002.01 в Алтайском государственном аграрном университете по адресу: 656099, г. Барнаул-99, пр-кт Красноармейский, 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 23 мая 2004г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять в Алтайский госагроуниверситет ученому секретарю диссертационного совета.

Е-ггш1:п-=1 ai@aliriic.altai.ni Факс Р 24-54-49

Учек .1 ч- -рь диссертационного . , д0кт( ..■ .- т а , веских наук, прсф?;"<

В.А. Рассыпное

Общая характеристика работы

Дуальность темы. Алтайский край является самой крупной сельскохозяйственной территорией в азиатской части России. Располагаясь в южной части Западной Сибири, край обладает наиболее благоприятными почвенно-климатическими условиями для возделывания большинства наиболее распространенных сельскохозяйственных культур. Глазное место здесь уделено яровым зерновым и среди них яровой мягкой пшенице.

Яровая пшеница в последние годы (2000-2003гг.) занимает площадь в 4,^5 млн. га и валовой сбор зерна ежегодно составляет около 4 млн.т. Однако урожайность этой культуры остается низкой, и ее потенциальные возможности реализуются всего на 30-40%. При этом доля природных факторов в детерминации урожайности составляет около половины от других, которые могут регулироваться земледельцем. Формирование этой части урожайности может контролироваться выбором сорта и технологическими приемами. В этом случае успех во многом будет зависеть от правильно подобранного сорта в соответствии с его адаптивными способностями более эффективно использовать почвенно-клим этические ресурсы данной природной зоны.

Сложность и многообразие почвенно-климатических зон в крае требует дифференцированного подхода к созданию и районированию сортов полевых культур. Ведущей задачей Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур и её сортоиспытательной сети является всесторонняя опенка сорта, быстрейшее выявление перспективных высокоурожайных, ценных по качеству, невосприимчивых к болезням сортов и гибридов, способных стать основой индустриальных технологий производства продуктов растениеводства.

Одним из главных требований к сортам зерновых культур, предъявляемых на испытание, остается новизна, однородность, отличимость и стабильность сортовых показателей. Сорта оцениваются комплексно в сравнении с лучшими сортами, районированными в данной местности. Поэтому наибольшее внимание в крае уделяется созданию местных алтайских сортов, адаптированных к конкретным почвенно-клшатическим условиям, способных более полно реализовывать генотип ячее кии потенциал и благодаря этому полнее использовать почвенные и климатические ресурсы.

На сортоиспытательных участках в различных природных и специально созданных хозяйственных условиях проводят испытание сортов яровой мягкой пшеницы селекции Алтайского НИИ земледелия и селекции (ныне НИИ сельского хозяйства) и других селекционных учреждений страны.

Цель работы. В различных по контрастности почвенно-климатических условиях Алтайского края выявить ведушие природные факторы формирования урожайности к качества зерна яровой мягкой пшеницы сортов алтайской селекции, повысить эффективность процесса их испытания на основе адаптивных реакций на условия выращивания и разработать модели урожайности и качества зерна.

Задачи исследования:

1. Изучить почвен но-климатнчес кие факторы государственных сортоиспытательных участков в Алтайском крае и оценить сгепенв-и-харлктерчтежгимостей

ЦНБ МСХА I

урожайности, качества зерна яровой мягкой пшеницы от условий выращивания. Установить сортовой и хозяйственно-организационный прогресс.

2. Определить особенности формирования урожайности и основных показателей качества зерна яровой мягкой пшеницы сортов алтайской селекции в различных почвенно-климатических условиях.

3. Оценить характер адаптивных реакций сортов яровой пшеницы алтайской селекции на условия выращивания по урожайности и качеству зерна.

4. Оценить вклад почвенно-климатических и других факторов в формирование урожайности и качества зерна и на основе этого разработать соответствующие модели для яровой мягкой пшеницы сортов алтайской селекции.

5. В связи с разнообразием почвенно-климатических условий природных зон, дать анализ существующих сортоучастков в Алтайском крае и определить рациональное их размещение в каждой зоне.

Научная новизна исследований. Для главной полевой культуры Алтайского края - яровой мягкой пшеницы сортов алтайской селекции установлены ведущие почвенно-климэтические факторы формирования урожайности и качества зерна. Выявлены адаптивные способности сортов к почвенно- клим этическим условиям, определены закономерности взаимодействия основных факторов, способствующие формированию высокой урожайности с хорошим качеством зерна.

Практическая значимость результатов. Предложено оптимальное размещение государственных сортоиспытательных участков на территории Алтайского края на основе повышения степени использования почвенно-климатических ресурсов для формирования высокой урожайности яровой мягкой пшеницы с хорошим качеством зерна.

На защиту выносятся:

1. Особенности формирования урожайности и качества зерна яровой мягкой пшеницы сортов алтайской селекции по основным почвенно-климатическим зонам Алтайского края.

2. Оценка параметров адаптивных свойств яровой пшеницы по урожайности и качеству зерна.

3. Модели урожайности и качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы алтайской селекции.

Реализация научных исследований. Выявленный характер реакции сортов яровой пшеницы на экологические условия, разработанные модели урожайности и качества зерна могут быть использованы при выборе природных зон размещения сортов и технологий возделывания с учетом особенностей почв и климата.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации доложены на ежегодных научно-практических конференциях Алтайского ГАУ (Барнаул, 1998-2001), в г. Пущине-на-Оке (2001), на VIII Всероссийской научно-практической конференции "Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур" (Пенза, 2004), на ежегодных агрономических совещаниях в Главном управлении сельского хозяйства Администрации Алтайского края (1998-2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ в сборниках Алтайского госагруни вере итета, Пензенской госсельхозакадемии и в материалах Всероссийской конференции по эволюции почв общим объемом 1,3 п.л., в т.ч. -0,3 принадлежит автору.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 47 рисунков. Состоит из введения, 7 глав, выводов и предложения производству. Список литературы включает 140 наименований, в т.ч. 8 на иностранных языках.

Личный вклад соискателя. Диссертация написана по материалам полевых и лабораторных исследований, проведенных лично автором с 1995 по 1999 годы. Наблюдения за почвами и растениями, а также отбор проб почв, зерна и учёт урожая пяти сортов яровой мягкой пшеницы по двум предшественникам проведен на специально заложенных полевых опытах, а также на делянках госсортоучастков Алтайского края. Все анализы проб почв выполнены автором в лаборатории кафедры почвоведения и агрохимии АГАУ. Качество зерна пшеницы и муки определено с помощью сотрудников технологической лаборатории ГСУ, которым автор прнносит большую благодарность. В работе также использованы архивные материалы Алтайской инспектуры по сортоиспытанию с 1938 по 2003 годы.

Автор благодарит за методическую и техническую помощь сотрудников Инспектуры по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур по Алтайскому краю, заведующих госсортоучастков М.Н. Митину, Г,И Зыкова, Б.П. Спиридонова, С.С. Хворостянского, C.B. Жульдикова, заведующую технологической лабораторией качества зерна, к.б.н. Г.С. Левину и лично начальника инспектуры Пастухова Геннадия Петровича.

Содержание работы

Глава 1. Отношение яровой мягком пшеницы к условиям среды выращивания (Обзор литературы)

В этой главе содержится обзор литературных материалов по биологии и физиологии яровой мягкой пшеницы (Вавилов, 1936; Добрынин, 1969; Иванов,1971; Кириллов, 1995; Корнилова, 1968; Куперман, 1965; ПерекальскиЙ, 1961 и др.). Показаны возможности современных сортов, пути регулирования условий возделывания и использования биоклиматического потенциала природных зон и адаптивных способностей яровой пшеницы (Барсуков, 1983; Бобров, 1979; Вальков, 1986; Жу-ченко, 1988; Константинов и др., 1981; Стрижова, 2002; Хангильдин, 1978 и др.). Обсуждены особенности природных ресурсов Алтайского края для возделывания яровой пшеницы (Бурлакова, 1980,1983,1984; Васильченко, 1967; Григорьева, 1983, 2001; Метелев и др., 1975, 1977, 1979; Орловский, 1959; Яхтенфельд, 1961 и др.).

Глава 2. Объекты, методы и условия проведения полевых опытов

Методологической основой проведенных исследований послужил системный анализ (Джефферс Дж., 198!). Он предполагает использование математических ме-

тодов и моделей в рамках систематизированного научного подхода и позволяет установить и выбрать приоритетные факторы формирования урожайности сельскохозяйственной культуры в различных природно-почвенных и хозяйственных условиях. Системный анализ дал возможность организовать наши знания об объекте и выдвинуть предсказания об адаптивных реакциях растений пшеницы на почвенные, метеорологические факторы и технологические условия ее возделывания. На всех этапах исследования системный анализ позволил выбрать соответствующие полевые и лабораторные методы, поставить главные задачи и определить степень их сложности и возможности их решения в конкретных условиях. Строго следуя методологии этого анализа, завершением исследований явилось применение математических методов и создание информационно-логических моделей урожайности и качества зерна яровой пшеницы для сортов алтайской селекции и оценка возможности практического использования результатов в сельскохозяйственном производстве края.

Алтайский кран по своим почвенно-клнматнческим условиям является уникальным для испытания сортов сельскохозяйственных культур. Пашня площадью 5,2 млн. га (на 1.11.2003г.) располагается в сухой степи на каштановых почвах, в засушливой степи на черноземах южных, в умеренно засушливой и коночной степи на черноземах обыкновенных и выщелоченных, в лесостепи на черноземах выщелоченных и серых лесных почвах, в луговой степи предгорий и низкогорий Алтая на черноземах обыкновенных и типичных. Все природно-климатические зоны отличаются не только почвенным покровом, но и продолжительностью безморозного периода, гидротермическими условиями, особенностями накопления зимних осадков и интенсивностью снеготаяния (Агроклиматические ресурсы..., 1971). Такое разнообразие позволяет выявить положительные качества сорта и его адаптивные реакции на среду выращивания.

Сортоиспытание яровой пшеницы на территории Алтайского края в последние годы организовано на 12 участках, для 5 из которых проводится регулярное определение мукомольных и хлебопекарных качеств зерна.

С 1995 по 1999 годы нами были проведены полевые и лабораторные исследования почв, растений, метеорологических показателей и качества зерна яровой мягкой пшеницы сортов селекции Алтайского НИИ земледелия и селекции на 12 сортоиспытательных участках Алтайского края, где изучали условия формирования урожайности яровой мягкой пшеницы трех алтайских сортов (Алтайского 50, Алтайская 82 и Алтайский простор), а также сортов Саратовская 29 и Омская 9, принятых в качестве стандартов. Показатели качества зерна изучали на 5, адаптивные реакции сортов на 3 сортоучастках.

Исследование почв было организовано на опытах в сортоиспытании, проводившихся по методике Госкомиссии по испытанию и охране селекционных достижений государственной инспектуры по сортоиспытанию (Инструкция..., 1989). Важным условием всего эксперимента было соблюдение принципа сопряженности, который требует обязательного учета урожая, определения качества зерна на тех же делянках, где проведено изучение свойств почв.

Для этого на делянках изучаемых сортов три года (1995-97) весной перед посевом отбирали почвенные образцы из пахотного слоя в трехкратной повторностн

со всех четырех ярусов. Образцы высушивали и затем в них определяли содержание гумуса по методу Тюрина, подвижные формы фосфора и калия, валовой азот и реакцию почвенного раствора. В 1995 году на защитных делянках (рядом с опытными) были выкопаны по одному почвенному разрезу и по две прикопки для определения морфологических свойств и классификационной принадлежности почв. Химические свойства почв определяли в лаборатории кафедры почвоведения и агрохимии АГАУ тестированными методами с использованием методик, рекомендованных для зональных агрохимических лабораторий.

Уборку урожая исследуемых сортов проводили в фазу полной спелости комбайном "Сампо" и пересчитывали на стандартную 14% влажность. На пяти сортоучастках из урожая отбирали пробы массой 10 кг на определение качества зерна.

Для определения качества зерна яровой мягкой пшеницы использовали методы, принятые в Гос ко миссии по сортоиспытанию. Определяли влажность зерна, содержание белка и клейковины, качество клейковины, физические свойства теста на фа рн но графе и альвеографе. Мукомольные свойства зерна оценивали по лабораторному помолу, хлебопекарные качества по пробной лабораторной выпечке.

Стандартными методами определяли: натуру зерна (ГОСТ 10840—64 «Зерно. Методы определения натурной массы»), массу 1000 зерен (ГОСТ 10842—76 «Зерно. Методы определения массы 1000 зерен»), количество и качество клейковины (ГОСТ 13586.1—68 «Зерно. Методы определения количества и качества клейковины» и ГОСТ 9404—60 «Мука и отруби. Методы испытания»).

Высокая точность лабораторных определений была достигнута за счет соблюдения методики определения и инструкций по работе с приборами. За окончательный результат принимали среднее значение двух повторностей при соблюдении указанной повторяемости. В противном случае проводили третье определение, а за окончательный результат принимали среднее арифметическое всех трех определений. Достоверность результатов установлена по разнице между наибольшей и наименьшей величиной, которая не превышала 1%. Если этого не достигалось, то проводили дополнительное определение и тогда рассчитывали среднее из четырех.

Урожайность сортов опытных делянок в четырехкратной повторности приводили к стандартной влажности и обрабатывали методом дисперсионного анализа для получения достоверных различий по сортам, предшественникам и природным зонам (почвам). Методику расчетов использовали в изложении Б,А. Доспехова (1989). Для нахождения зависимостей урожайности и качества зерна, мукомольных и хлебопекарных показателей от природно-почвенных факторов использовали информационно-логический анализ (Пузаченко, Мошкин, 1969; Карпачевский, Взнуз-даев, Мошкин, 1972; Бурлакова, 1982), который позволяет выделить ведущие факторы формирования урожайности и качества зерна, оценить количественно связи урожайности и качества с ними.

Глава 3. Сортовой и хозянственно-оргаинззцнонный прогресс в вырашивашш яровой пшеницы в Алтайском крае

Со времени научных исследований Н,В. Орловского и публикации его трудов (1948-1955) произошли значительные изменения в организационно-хозяйственном

ведении земледельческой отрасли и в организации сортоиспытания в Алтайском крае. На смену сортам европейской селекции пришли местные алтайские сорта, выведенные Алтайским НИИ земледелия и селекции. Начиная с середины 60-х и до конца 80-х годов 20 века, постоянно увеличивались поставки средств химизации, во всех хозяйствах края работали квалифицированные агрономы. Последователи выдающегося сибирского почвоведа практически завершили научное обоснование рационального использования почв и создали зональные системы организационных мероприятий и агротехники, направленных на поднятие урожайности и повышение плодородия почв.

Значительный интерес представляют материалы по урожайности яровой пшеницы по архивным данным за 1898-1904 годы, обобщенные Н.В. Орловским в разрезе почвенных разностей. Годы учета по его выводам были с различной тепло- и вла-гообеспеченностью, что естественно повлияло на урожайность. Низкоурожайными были 1900и 1901 годы, высокоурожайными - 1898 и 1899 и средними - 1902и 1904. Посевы пшеницы тогда размещали по обработанным с осени целинным, залежным и паровым полям, что давало урожайность гораздо выше, чем по весновспашке (Орловский, 1959).

Через полвека Н.В. Орловский провел анализ урожайности яровой пшеницы по почвенным разностям на госсортучастках края с 1948 по 1955 годы. Сопоставление выводов Н.В. Орловского с нашими наблюдениями за 1995-1998 годы дает некоторые представления о сортовом и хозяйственно-организационном прогрессе в земледельческой отрасли края по основным природным зонам (табл.1).

Таблица 1, Сортовой и агротехнический прогресс яровой пшеницы в Алтай-

ском крае с 1898 по 1998 годы. Урожайность, т/га

Природная зона Тип и подтип почвы 1898-1904 1948-1955 1996-1998

(по дюна), ГСУ гг. гг. гг.

Сухая степь. Каштановые почвы 0,47 1,31 0,74

Михайловский ГСУ

Засушливая степь. Черноземы южные 0,63 1,92 1,94

Егорьевский ГСУ

Умеренно засушливая Черноземы обыкновен- 0,71 1,08 1.05

степь, Каменский ГСУ ные

Лесостепь: Черноземы выщелоченные. 0,82 1,27 1,95

Кьггмановский ГСУ Тем но-серые лесные

Троицкий ГСУ почвы 0,78 1,00 1,10

Предгорья Алтая:

Смоленский ГСУ Черноземы типичные - 1,23 1,39

Краснощековский ГСУ Черноземы обыкновен- 0,77 1,04 1,25

ные

На смену сортам Мильтурум 553 и Альбидум 3700, которые были основными стандартами во времена работы Н.В, Орловского, в настоящее время получил распространение сорт Алтайская 50, который высевается повсеместно в крае и является одним из стандартов при сортоиспытании. Этот сорт выведен в Алтайском НИИ земледелия и селекции я в НПО "Нива Алтая" методом гибридизации с последующим индивидуальным отбором. С 1992 года он возделываете я во всех природных

зонах края. Урожайность его колеблется от 0,75 до 2,93 т/га и в среднем по краю составляет 2,11 т/га, что превышает другие стандарты на 0,12 т/га.

Сравнение урожайности 1898-1904 годов с 1948-1955 годами показывает ее увеличение в 1,5-3 раза. Это связано с улучшением обработки почв и использованием новых сортов. Анализ урожайности 1996-1998 годов не дает реального прогресса. Это объясняется скорее отступлением от достигнутых успехов, связанных с потерей плодородия почв и практически полным отсутствием минеральных удобрений даже в сортоиспытании.

Появление новых сортов интенсивного типа лишь удержало в некоторой степени уровень урожайности по сравнению с сорокалетней давностью. Кроме того, 1996-1998 годы оказались по метеорологическим условиям для зерновых культур гораздо хуже среднемноголетних.

Значительные различия в урожайности яровой пшеницы на ГСУ обусловлены лишь почвенно-климатическими условиями, так как технология возделывания остается всюду одинаковой. Подтверждается вывод Н.В. Орловского (1959) о лучших условиях возделывания пшеницы на черноземах южных, на которых она оказалась самой высокой.

Глава 4. Влияние метеорологических и почвенных условий на урожайность н качество зерна яровой мягкой пшеницы сортов алтайской селекции

Изучение пяти сортов яровой пшеницы (3 сорта алтайской селекции и 2 стандарта) дало возможность определить зависимости урожайности и качества зерна от почвенно-юшматических факторов, что наглядно показано на графиках, построенных на основе информационно-логического анализа (рис.1-4). Здесь представлены для примера зависимости только части факторов, которые в наибольшей степени влияют на урожайность и качество зерна. Наиболее продуктивным оказался сорт Алтайский простор и в порядке уменьшения урожайности зерна за ним следуют Алтайская 50, Омская 9, Саратовская 29, Алтайская 92.

Из почв в крае наиболее продуктивными являются черноземы обыкновенные и за ним следует ряд: черноземы южные, серые лесные почвы, черноземы выщелоченные и каштановые почвы (рис.1).

При наличии количества осадков в мае-августе (Ог) до 150 мм идёт формирование минимальной урожайности (У), а при уровне осадков от 200 до250 мм, происходит резкий скачок до максимально возможной в опыте (рис.2). Дальнейшее увеличение количества осадков ведёт даже к снижению урожайности до 1,3-1,бт/га.

Оптимальное количество осадков за период май-нюнь (О)) в годы исследований 76-100мм. Необходимо отметить, что при минимальной сумме осадков <45 мм, сорта в опытах давали урожай на уровне 1,60-1,9т/га.

К Ч" С 4ю ч Рис.!. Зависимость урожайности (У) от типа и подтипа почвы (Тп)

осадков за май август (0>)

Рис.2. Зависимость урожайности (У) пшеницы от суммы осадков за май-август (О2)

Ранг содержания сырой

количества осадков за май-август (СЬ) Рис.3. Зависимость содержания сырой клейковины (Кс) от суммы осадков за май-август (02)

Ранг объёмного выхода хлеба (ОВХ)

I 2 5 л Ранг суммы температур за май-август (Т2) Рнс.4. Зависимость объёмного выхода хлеба (ОВХ) из ЮОгмукн от суммы температур за период май-август (Та)

Зависимость содержания сырой клейковины (Кс) в зерне яровой мягкой пшеницы от суммы осадков за май-август (Сь) увеличивается прямо пропорционально достигал максимума 2,5т/га, при осадках 200-250мм, Дальнейшее увеличение осадков ведёт к резкому снижению урожайности зерна (рис.3). Таким образом, оптимальным количеством осадков для высокого содержания клейковины за период май-август является сумма 200-250мм.

Объемный выход хлеба (ОВХ) зависит как от почвенно-климатических факторов, так и от показателей качества зерна. В наибольшей степени на ОВХ влияют суммы температур (Tj) за период май-а в густ (рис.4). Оптимальной суммой является в 2000-2050ВС.

Глава 5. Адаптивные реакции сортов яровой пшеницы алтайском селекции на условия произрастания

Реакция сортов яровой пшеницы на конкретные условия среды произрастания представляет исключительный интерес, как в теоретическом, так и в практическом плане. Неоднозначность их поведения в различных условиях возделывания вызывает необходимость проведения соответствующих испытаний.

Такое испытание проведено нами с сортами яровой мягкой пшеницы алтайской селекции и двух стандартов, давно получивших свое одобрение на полях края -Саратовская29 и Омская 9. Нами проведена оценка реакции сортов по силе муки и по содержанию сырой клейковины в зерне. Оба этих показателя качества зерна яро-вон мягкой пшеницы изучали на трех сортоиспытательных участках, расположенных в зоне черноземов умеренно засушливой и колочной степей и в зоне засушливой степи Алтайского Приобья. Сортоучастки отличаются плодородием почв, гидротермическими условиями и продолжительностью безморозного периода.

Оценка реакции сортов яровой пшеницы проведена по силе муки и содержанию сырой клейковины для различных почвенно-климатических условии края. Реакцию сортов оценивали по методам, предложенным Eberhart S. A., Russell W. А. (в изложении Зыкина В.А. и др. (1984) и Хангильдина В.В. (1978).

Более высокой силой муки и большей стабильностью в целом, включенные в сортоиспытания сорта характеризовались в условиях Егорьевского сортоучастка, расположенного в подзоне черноземов южных зоны умеренно засушливой и колочной степи (табл. 2).

При этом сорт Алтайская 92 на всех указанных сортоучастках отличался наиболее высокой силой муки, а сорт Омская 9 - более низкой (кроме Усть-Пристакского сортоучастка, расположенного на черноземах обыкновенных). На этом участке отмечен наименьший уровень данного показателя у сорта Саратовская 29, принятого за стандарт.

Между рассматриваемыми сортами проявились существенные различия и в характере взаимодействия со средой в условиях разных сортоучастков. Гак, более высокой стабильностью и гомеостатичностью на Егорьевском сортоучастке выделялся сорт Алтайский простор, характеризующийся сравнительно низким коэффи-

циентом вариации, наиболее высоким показателем гомеостатичности и более низким значением коэффициента регрессии, достоверно отличающимся от единицы в меньшую сторону. В условиях Ребрихинского сортоучастка подобным образом отличался сорт Саратовская 29, а в условиях Усть-Пристанского сортоучастка - сорт Алтайская 92. Наибольшая нестабильность в условиях Егорьевского сортоучастка была присуща сорту Алтайская 92, Ребрихинского - Алтайский простор, Усть-Пристанского - сортам Омская 9 и Алтайский простор.

Таблица 2. Параметры экологической пластичности и стабильности сортов

яровой пшеницы по силе муки (1995-1998 гг.)

Сорт Сила муки, е.а. Коэффициент вариации, % Показатель гомеостатичности <н™> Коэффициент регрессии <Ы Дисперсия (3\)

Егорьевский сортоучасток

Алтайская 92 555,0 29,5 1882 2,454 9841

Алтайская 50 445,2 13,6 3282 0,175 6404

Алтайский простор 473,8 8,2 5748 0,540* 613

Саратовская 29 - - - - -

Омская 9 406,8 13,2 3086 0,831* 683

СРЕДНЕЕ 470,2 - - - -

Ребрихинский сортоучасток

Алтайская 92 506,0 23,2 2177 1,203 2027

Алтайская 50 389,5 22,6 1721 0,825 3197

Алтайский простор 406,0 41,9 970 1,814* 441

Саратовская 29 426,0 13,3 3193 0,479* 2121

Омская 9 306,7 22,1 1387 0,680* 1042

СРЕДНЕЕ 406,9 - - - -

Усть-Пристанскнй сортоучасток

Алтайская 92 458,8 20,2 2271 0,680 7550

Алтайская 50 379,0 23,9 1586 0,920 464

Алтайский простор 431,5 32,6 1324 1.419* 1784

Саратовская 29 313,5 23,2 1349 0,718* 730

Омская 9 383,8 32,9 1167 1,263 1398

СРЕДНЕЕ 3933 - - - -

Примечание: * - Р <0,05 (для коэффициента регрессии приведена значимость отклонения от единицы).

Необходимо отметить, что в ряде случаев один и тот же сорт проявлял сходный характер реакции на изменяющиеся условия среды. Так, в условиях Ребрихинского и Усть-Пристанского сортоучастков сорт Алтайский простор характеризовался повышенной отзывчивостью на их улучшение, сорт Саратовская 29 - пониженной, сорт Алтайская 50 - средней, У сорта Алтайская 92 отмечено более значительное нелинейное взаимодействие со средой в условиях Егорьевского и Усть-Пристанского сортоучастков. Тем не менее, в целом по всем опытам характер реакции сортов не оставался постоянным.

Таким образом, полученные результаты еще раз показывают сложность и неоднозначность взаимодействия генотипа со средой обитания и свидетельствуют о значительном влиянии на формирование урожая и показателей качества зерна яровой пшеницы как почвенно-климатических условий, так и генотипических особенностей изучаемых сортов мягкой яровой пшеницы алтайской селекции.

Глава б. Модели урожайности и качества зерна яровой мягкой пшеницы

Для выявления реакции сортов яровой пшеницы алтайской селекции на поч-венно-климатические и хозяйственные условия нами определены специфичные {наиболее вероятные) состояния урожайности по результатам информационно-логического анализа и коэффициенты эффективности каналов связи (Пузаченко, Мошкин, 1969). Этот метод также позволил определить степень влияния каждого фактора на формирование урожайности всех сортов алтайской селекции. Это влияние выражено в доле участия фактора в урожае, которое рассчитывается отношением значения общей информативности (Т, бит) к значению общей неопределенности по урожайности сорта (Н(А)), выраженное в процентах:

Д=Т:Н(д)х100%, где Д - доля влияния фактора на формирование урожая, %;Т - общая информативность, бит; Н(А) - неопределенность по фактору, бит.

Судя по величинам долей участия в формировании урожайности (У) наибольшее значение имеют следующие факторы: осадки (0|) за май-август (18,39%); тип, подтип (Тп) почвы( 17,36%); гидротермические условия (ГТК1) вегетационного периода за май-июнь (13,68); осадки (0() за май-июнь (11,35%); природная (3) зона (9,89%); гидротермические условия (ГТКг) за май-август (9,28); сумма активных температур (Т)) за май-июнь (6,35%). Доля участия почвенных факторов (рН, содержание гумуса, К, Р2О3 и К20) в формировании урожайности оценивается величинами от 3,66 до 4,27%. Это свидетельствует скорее о недостатке влаги, которая лимитирует потребление элементов питания.

Качество зерна яровой пшеницы зависит от множества факторов, в том числе и от сортовых особенностей. К качеству предъявляются жесткие требования, показатели качества зерна включаются в контракты и являются критериями оплаты. В странах ЕС цена партий зерна устанавливается относительно стандарта натуры, установленной в 760 г/л. В нашей стране таким показателем является содержание сырой клейковины, %. Нами определены коэффициенты эффективности каналов связи (К) содержания сырой клейковины (Кс) в зерне яровой мягкой пшеницы сортов алтайской селекции и построены модели, аналогично моделям урожайности. Также определена доля участия изучаемых факторов в формировании качества сырой клейковины. Так наибольшее влияние на качество оказывают следующие факторы: осадки (02) мая-августа (19,94%); гидротермические условия (ГТК|) мая-июня (15,55%); сумма активных температур (Т() мая-нюня (12,30%); осадки (01) мая-июня (9,91); натура (Нз) зерна (9,36%); величина урожайности (У) зерна (9,01;); масса (Мз) 1000 шт. зерен (8,04%); гидротермическне условия (ГТК2) мая-августа (7,68%); сумма активных температур (Т3) мая-августа (6,27); сорт (С) пшеницы (2,65%).

Из всех показателей качества муки из зерна яровой мягкой пшеницы наиболее ценным является объемный выход хлеба в см3 (ОВХ). Этот показатель зависит от качества зерна, а также от условий его выращивания. Нами определены коэффициенты эффективности каналов связи (К) между объемным выходом хлеба из муки пшеницы сортов алтайской селекции и основных факторов, влияющих на него. Модель ОВХ построена на тех же принципах, что и для урожайности зерна и содержания сырой клейковины.

Наибольшее влияние на ОВХ имеют следующие факторы: сумма активных температур (TV) мая-августа (27,93%); сила (См) муки (20,22%); осадки (0|) мая-июня (10,35%); гидротермические условия (ГТК() мая-июня (10,09%); содержание сырой (Кс) клейковины (9,41%); упругость (Ут) теста (8,54%); осадки (О?) мая-августа (8,32%); сумма активных температур (ТО мая-июня (8,23); масса 1000 шт. (Мз) зерен (7,50%); натура (Нз) зерна (6,93%); урожайность (У) зерна (6,92%); гидротермические условия (ГТК0 мая-августа (6,88%); сорт (С) пшеницы (6,75).

Коэффициенты эффективности каналов связи (К) дают количественную оценку зависимости урожайности пшеницы от почвенно-климатических факторов, предоставляют возможность построить информационно-логические модели. В этих моделях урожайности (У), содержания сырой клейковины в зерне (Кс) и объемного выхода хлеба (ОВХ) на первые места становятся более значимые факторы, имеющие наибольшие значения К. Знак х между факторами означает функцию нелинейного произведения. Все условные обозначения факторов даны выше в тексте. У = О, х 3 х (ГТК, х oî х ТП х (ГП^ х Т,)). Кс = ГТК, х (Т, х (02 х 01 х Нз х У х (Мз х ГТКг х (Тг х С)))). ОВХ = См х (О, х ГТК|х (Кс х Ут х oî х Т, х Т: х Мз х (Нз х У х ПГК, х С))).

Предложенные модели урожайности, содержания клейковины в зерне и объемного выхода хлеба из муки яровой пшеницы построены с соблюдением сопряженного учета этих показателей и факторов, их формирующих. Такие модели могут быть использованы для прогнозных целей, а также для разработки технологий возделывания пшеницы с максимальным использованием генотипа сортов. Для составления прогноза используются специфичные (наиболее вероятные) состояния каждого фактора (Бурлакова, 1982).

Глава 7. Корректировка расположения roc сортоучастков по природно-почвенным зонам Алтайского края

Существующая в настоящее время в Алтайском крае сеть испытания сортов сельскохозяйственных культур не удовлетворяет потребности селекционеров и производственников. Некоторые территории края не могут использовать новые сорта, которые не испытаны в местных природных условиях. Так ряд административных районов, расположенных в северо-западной части края (Бурлинский, Немецкий, Славгородский) по своим природно-климатическим условиям имеют существенные различия с Кулундинским сортоучастком, на котором испытывают сорта для этих территорий. Такое же положение сложилось в северо-восточной и юго-западной частях края.

На основе изученных факторов плодородия почв J1.M. Бур лаковой (19S4, 1990) с использованием наших расчетов почвенно-климатических баллов и гидротермических коэффициентов для поч вен и о-климатических зон и подзон (Природное районирование..., 1959; Почвы Алтайского края, 1958), а также моделей урожайности зерна яровой пшеницы сортов алтайской селекции предложено провести корректировку расположения сортоиспытательных участков на территории Алтайского края.

Выводы

1. Существующая на территории Алтайского края сеть государственного испытания сельскохозяйственных культур позволяет оценить достоинства и недостатки сортов яровой мягкой пшеницы по всему комплексу хозяйственно ценных признаков, В то же время в крае оказались неохваченными сортоиспытанием некоторые территории, которые по своим условиям существенно отличаются от сортоучастков, на которых для них испытывают новые сорта.

2. С конца 19 века (1898) до середины 20 века средняя урожайность яровой пшеницы в Алтайском крае увеличилась с 0,47-0,82 т/га до 1,0-1,92 т/га., т.е. в 1,53 раза. Это связано с улучшением обработки почвы и использованием новых сортов. Урожайность 1996-1998 годов оказалась на уровне 0,74-1,95 т/га, что не дает реального прогресса. Это объясняется скорее отступлением от достигнутых успехов, связанных с потерей плодородия почв и практически полным отсутствием минеральных удобрений даже в сортоиспытании,

3. На формирование урожайности зерна яровой мягкой пшеницы в Алтайском крае в первую очередь оказывают влияние метеорологические факторы и хозяйственные условия возделывания. Во всех природных зонах максимальная реализация потенциальных возможностей яровой мягкой пшеницы сортов алтайской селекции возможна при наличии в мае-августе осадков от 200 до 250мм, в мае-июне - 76100мм. При этом, суммы биологически активных температур (выше 10°С) должны быть в первый период вегетации от 900 до 950 и за май-август - не менее 2100. Паровые предшественники по сравнению с зерновыми позволяют повысить в сортоиспытании урожайность яровой мягкой пшеницы в 1,2-1,5 раза.

4. Сорта алтайской селекции Алтайская 50, Алтайская 92 и Алтайский простор проявили существенные различия в характере взаимодействия со средой выращивания. Более высокой стабильностью и гомеостатичностью в условиях засушливой степи на черноземах южных оказался сорт Алтайский простор, в условиях умеренно засушливой колочной степи - сорт Алтайская 92. Наибольшая нестабильность отмечена в засушливой степи у сорта Алтайская 92, а в умеренно засушливой колочной степи - у сортов Алтайский простор и стандарта Омская 9.

5. Все изученные сорта яровой мягкой пшеницы алтайской селекции в сравнении с эталонами (Саратовская 29, Омская 9) либо незначительно превосходят их по урожайности, либо находятся на одном уровне, но отличаются от них по параметрам генотип-средовых взаимодействий.

IG

6. Наиболее высокие показатели качества зерна формируются у сорта Алтайская 92 по содержанию сырой клей га вины при урожайности до 1,9 т/га tt натуре зерна на менее 720 г/л. При этом количество осадков за вегетацию не должно превышать 250мм, а сумма активных температур периода май-нюнь должна составлять не менее 950°С. Сорта Алтайский простор и Алтайская 50 реализуют свои потенциалы качества лучше, чем стандарт Саратовская 29 и на уровне стандарта Омская9.

Предложение производству

Учитывая современную сеть сортоиспытания, необходимо провести корректировку размещения сортоучастков с учетом различий почве н н о-к л и матических условий по объективным показателям - почвенному баллу, почвенно-климатическому показателю и урожайности наиболее распространенной культуры яровой пшенице. Рекомендуется начинать сортоиспытание в северо-западной, северо-восточной и юго-западной частях Алтайского края. Для хозяйств, расположенных вне зоны обслуживания сортоучастками, необходимо испытание новых сортов на своих территориях.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Рассыпное A.B., Пастухов Г.П. Адаптивные реакции сортов яровой пшеницы алтайской селекции к почвенным и климатическим условиям территории края, // Почвенно-агрономические исследования в Сибири. Вьш. 3. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 1999, - С. 3-8.

2. Рассыпное В.А., Рассыпное A.B. Научный вклад Н.В. Орловского в изучение и современное состояние условий испытания сортов яровой пшеницы в Алтайском крае. // Почвенно-агрономические исследования в Сибири. Вып. 1. - Барнаул: Изд. АГАУ, 1999. - С. 15-21.

3. Рассыпное В.А., Рассыпнов A.B. Черноземы Предсалаирской равнины и предгорий Алтая и их эволюция под влиянием окультуривания. // Проблемы эволюции почв: Тезисы докл. - М.: ПОЛТЕКС, 2001. - 187-188.

4. Стрижова Ф.М., Рассыпнов A.B. Сортовая реакция яровой пшеницы на условия среды по содержанию сырой клейковины, И Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур. - Пенза: Изд. ПГСХА, 2004. - С. 36-38,

5. Рассыпнов A.B., Стрижова Ф. М. Влияние почвенно-климатических условий на реакцию сортов яровой пшеницы по силе муки. // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур. - Пенза: Изд. ПГСХА, 2004, - С. 31-33

Подписано в печать 17.05.2004. Формат бОх 84/16

Печать ризографная, Заказ № $ (Ч

Усл. печ. л, 1,0. Бумага офсетная. Тираж (00 экз.

Отпечатано на полиграфическом участке издательства Барнаульского госпедуниверситета. 656031, Барнаул, ул. Молодежная, 55