Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Условия азотного питания твердой пшеницы на черноземе выщелоченном Алтайского Приобья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Условия азотного питания твердой пшеницы на черноземе выщелоченном Алтайского Приобья"

РОССИЙСКАЯ АЩЕИИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НЙ9>—■

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРС&

На правах рукописи Ш 633.112.1:631.81

1

Вязников Вениамин Владимирович

УСЛОВИЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ АЛТАЙСКОГО ПРИОБЬЯ

08.0Ь04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание дченой степени кандидата сельскохозяйственных надк

Барнаул 1995

Работа выполнена в Алтайском НИИ земледелия и селекции сельскохозяйственных культур СО Р8СХН

Научный руководитель:

доодор биологических наук О.И. Гамзикова

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.П.Дерюгин

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А.И.Хурчакова

Ведущее учреадение: Сибирский НИИ сельского хозяйства СО РАСХН

Защита состоится¿Йиюня 1935 г. на заседании специализированного Совета И.120.01.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук при Алтайской, государственной аграрном университете по адресу: 6560.99, Барнаул-99, ул. Красноармейская 98, спецсовет по защите диссертаций.

С диссертацией мовно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 1955 г.

Ученый секретарь специализированного совета. — у,

доктор, биологических наук В.А.Рассыпнов

0Б5ЙЗ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема стабильности производства зерна ' твердой пшеницы, которое яалается незаменимым сырьем для макаронной, крупяной и кондитерской промывленности- одна из наиболее актуальных для страны. Почвенно-климатические .особенности Алтая удовлетворяя^ по основным параметрам биологическим требованиям культуры и позволяют получать высококачественное зерно твердой пшеницы.

• Однако, к настоящему времени остаются невыясненными отдельные вопросы технологии возделывания твердых пшениц, учитывающие особенности культуры и гарантирующие стабильный урожай высококачественного зерна, отвечавшего санитарно-гигиеническим и экологическим требованиям. Как правило., на практике система выращивания твердой пшеницы не отличается от мягкой. Тогда как известно, что твердая пврица более, чем мягкая требовательна к предшествующей культуре и' условиям питания, особенно азотного (Петербургский, 1981; йоанйди, 1982; Савицкая и др., 198?; Климашевский, 1991; Кочегарова, Волков, 1992; Гамзикова, 1994 и др.). Сведения по реакции сортов твердой пяеницы на условия минерального питания крайне ограниченны.(Кочегарова, 1985, 1988; Чуб, 1анабеков,1988).

Применяемая в.настоящее время технология возделывания твердой пшеницы в Алтайском крае пока слабо учитывает особенности потребностей этой культуры в элементах минерального питания и. в частности в азоте. Это'во многом обусловливает снияение урояая и ухудшение показателей качества зерна и макарон.

Цель работы- изучить условия азотного питания твердой пшеницы на выщелоченном черноземе Алтайского Приобья. .

Основные задачи исследований: установить условия формирования урояая твердой пшеницы по различным видам паровых предшественников в зависимости от фона минерального питания; изучить сортоспецифические реакции твердой пшеницы на условия азотного питания; определить влияние уровней минерального питания на физико-химические и макаронные качества сортов твердой пшеницы; определить эффект послепосевного внесения азотных удобрений на продуктивность, качество зерна я иакарон твердой пяеницы; разработать методику ранней диагностики отзывчивости сортов твердой пшеницы на условия азотного питания.

йаучна'я новизна. Впервые ка черноземе выщелоченном Алтайско-

!

го Приобья в полевых экспериментах изучено влияние различных видов паровых предшественников и уровней азотного питания на уровай и качество зерна твердой тгеницы. Доказан эффект азотных удобрений при их основной внесении и в виде подкормок на продуктивность, качество зерна и макарон. Выявлена специфичность в ответных реакциях сортов твердой пвеницы на условия азотного питания. Установлена возмокность ранней лабораторной диагностики отзывчивости сортов твердой пшеницы на возрастающие уровни азотного питания, совпадающая с полевыми оценками.

Практическая значимость. Доказано, что наряду с чистым, си-деральные и занятые пары являются хорошим предшественником для твердой пшеницы. Предловенные дозы и способы внесения минеральных удобрений, гарантируют получение высококачествённого зерна твердой пшеницы, отвечающего санитарно-гигиеническим и экологическим требованиям, могут слуаить основой системы удобрений при возделывании ее в лесостепи. Подбор сортов твердой пшеницы к условиям азотного питания позволяет эффективнее использовать почвенный азот и азот удобраний. Разработанная методика ранней лабораторной диагностики реакции сортов твердой паеницы на возраставшие уровни минерального питания мояет быть использована в агрохимических, экологических и генетико-селекционных исследованиях.

Апробация работы. Результата исследований долонены и обсдв-дены на методических и ученом советах Алтайского НИИ земледелия и селекции сельскохозяйственных культур (1991-1935 гг.), научно-технической конференции студентов и аспирантов НГйН (1994).

Структура и обьеы работы. Диссертация состоит из введен1«, 9 глав, выводов, предлояений производству, списка литературы и прилокений, Обадей обьем .работы- 178 страниц машинописного текста. Рукопись включает 26 рисунков, 3? таблиц. Список литературы со-дер»ит 272 источника.

'ОВЬЕКТН. МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые эксперименты проводили в 1990-1992 гг. на выщелоченном среднемоцном малогумусном средкесуглинистом черноземе. Агрохимические показатели почвы (0-20 см): содернание гумуса (по Тюрину)- 4,5-5,0 Z, Общего азота- 0,25-0,30 X, общего фосфора-0,12-0,13 У., подвижных (по Чирикову) фосфора- 13-16, калияг 2226 мг/100 г почвы.

Влияние условий минерального питания на поглощение, вынос, распределение макроэлементов, урояай, физико-химические и макаронные качества зерна сортов твердой пшеницы (Алтайская Нива, Алтайка, Оренбургская 10) изучали в полевых многофакторных опытах. Факторами варьирования условий минерального питания выступали виды пара (чистый, сидеральный, занятый) и дозы удобрений (контроль. Р60К60, N30P60K60, К80Р60К60, N90P6GK50).. Сидеральная и парозанимающая культура- кормовой горох. В сидеральном пару зеленув массу гороха в фазу цветения заделывали в почву на глубину 1012 см, э занятом- в эту яе фазу скааивали и вывозили с поля. При урояае зеленой массы 80-95 ц/га с сидератом вносили N- 50. Р 0 -12, К 0- 55 кг/га. Повторность опыта трехкратная, располояение вариантов в опыте систематическое, использован метод расщепленных делянок. Общая площадь делянки 91, учетная- 36 кв.м.

С целью изучения эффективности азотных подкормок (30 кг/га N) применяли корневуа в фазу кущения и некорневув в фазу цветения. Технология внесения удобрений при корневой подкормке заключалась в локальном размещении аммиачной селитры меаду рядками пшеницы на глубину 4-5 см, при некорневой- в опрыскивании паеницы раствором аммиачной селитры. Для установления эффекта подкормок в зависимости от .исходного уровня обеспеченности пвеницы элементами минерального питания послепосевное внесение удобрений проводили по всем вариантам основного опыта. Опыт с подкормками проводили при посеве твердой пшеница сорта Алтайская Нива по занятому пару. Площадь делянки 2 кв.м, повторность трехкратная.

Изучение адаптивности сортов твердой пвеницы к возраставшим уровням азотного питания проводили в двухфакторном мелкоделяноч-ном полевом опыте (4x8), залощенном по методу расщепленных делянок. Схема опыта включает.контроль- фон(Р120К60), по фону доза азота: 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, Обьектом исследования служили сорта твердой пиеницн: Алтайка, Алтайская Нива, Гордеифор-ме 53, Оренбургская 10. Повторность опыта пятикратная,, размер делянки- 1 кв.м.

Для характеристики условий азотного питания пшеницы, роста и развития растений в период вегетации вели наблюдения за рекимом влаги и нитратного азота в почве под посевами. Образцы отбирали перед посевом и в фазу полной спелости пшеницы на глубину до 100 см, а фазы кущения, выхода в трубку, цветения и молочной спелости- на глубину до 40 см (через каадые 20 см).

3

Для характеристики темпов и интенсивости продукционного процесса в динамике наблюдали за нарастанием надземной массы в основные фазы роста и развития растений по вариантам опытов.

Зчет уровая, анализа почвы и растений, определение'показателей качестве зерна и макарон проводили стандартными методами. Расчет эффективности возделывания твердой пшеницы определялся методом оценки ресурсов в энергетических единицах (Токарев и др., 1989) по нормативам, принятым в лаборатории экономики АНИИЗиС.

Определение отзывчивости сортов твердой пиеницы в сравнении с мягкой на условия минерального питания на ранних этапах развития проводили в лабораторных опытах, используя полный питательный раствор Кнопа (Хьюитт, 1360) с добавлением микроэлементов по прописи fi.fi.Трейман (1991). Уровни"минерального питания создавались за счет изменения концентрации азота и фосфора в диапазоне дефицит-избыток. Растения выращивали в сосудах объемом 1 литр. Условия проведения экспериме'нтов были контролируемыми и "воспроизводимыми (климатические камеры КВ-1). Продолкительность опытов- 20-22 дня. Биологическим повторением служили индивидуальные растения в количестве 20 шт. По завер«ении опыта учитывали накопление биомассы и содержание в ней азота, фосфора и калия.

При обработке результатов исследованийприменяли основные методы математико-статистического анализа: дисперсионный, корреляционный и регрессионный (Перегддов, 1978; Доспехов, 1979).

Погодные условия в тоды проведения опытов существенно различались мекду собой по обвему количеству осадков, их распределении по месяцам и температурному ревиму. В 1930 и 1991 гг. наблюдались дефицит осадков и повывенные температуры в первые фазы роста и развития твердой пшеницы относительно среднемноголетних данных, что не позволило реализовать потенциальные возмомности культуры. Благоприятным для роста и развития злаков был 1392 год. когда уровень уровая во многом был определен июньскими докдями, которые в сочетании с -оптимальными температурами способствовали инт нсив-ному куденив твердой пшеницы.

Сказались на продуктивности культуры и запасы доступной влаги в почве перед посевом, ее содернание по чистому пару значительно превышало таковые по сидеральному и занятому парам. Различия мекду последними предшественниками были недостоверны.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

РЕАКЦИЯ РАСТЕНИЙ ПЙЕНИЦЫ НА УСЛОВИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА РАННИХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА

Изучение реакции трех сортов мягкой и пяти сортов твердой, пшеница в лабораторных экспериментах (смесь Кнопа) на возраставших фонах азотного питания позволило установить наличие ке*- и внутривидовых различий по концентрации элементов питания в тканях растений, реакции на условия минерального питания и интенсивности продукционного процесса на ранних этапах развития (20-22 дня).

Характер ответа пшеница на диапазон концентраций азота от дефицита до супероптимальной дозы описывается параболой с максимумом при оптимальном (155 мг/л Н) содервании элементов питания и преимуществом мягкой пвеницы над твердой по накоплении биомассы на 9 %. по концентрации макроэлементов- на 11 X.

Различия по уровни продуктивности накопления биомассы в этих условиях позволяют располовить сорта твердой пвеницы в следующем убывающем ряду: Алтайка = Ал1айская Нива > Гордеиформе 53 > Оренбургская 40. Разница между крайними сортами составляет. 38,7 1.

Дефицит азота.(15 иг/л Н) оказывает более, ингибирувщее действие на продукционный процесс, чем избыток. При недостатке азота в питательном растворе наибольшее угнетение по накопления биомассы испытывают сорта Алтайская Нива и Алтайка (51,5-55,2 в меньшей мере- Гордеиформе 53 (31,1 X) и Оренбургская 10 (17.4 У.). Следовательно, сорта Алтайская Нива и Алтайка имеют более высокую потребность в азоте в начальные фазы развития, чем Гордеиформе 53 и, тем более. Оренбургская 10.

Выращивание растений на высоком фоне азота (310 мг/л) вызывает существенное снивение в накоплении надземной массы только у двух сортов: Алтайка (на 25,5 У.) и Алтайская Нива (на 20,7 2). Сорта Гордеиформе 53 и Оренбургская 10 индифферентны к повышении азота в питательной смеси.

Сопоставление лабораторного прогноза характера реакции сортов твердой пшеницы на уровни, азота на ранних этапах роста с отзывчивостью сортов на возраставшие фоны азотного питания в естественных условиях произрастания при прохоадении полного онтогенетического иикла показало согласованность полученных данных. Ппле-

5

Алтайская Нива г=0,96+0,28

Алтайка г=0.99+0.14

100 80 80 0;

100 80 60

sin opt «ах tin opt мах

Рис, i. Сопоставимость результатов лабораторных— и полевых--

экспериментов по отзывчивости сортов твердой пиеницы на возрастание дровни азотного питания

вые эксперименты проведены по схеме, включающей фон (Р120К60) и возрастаацие дозы азота от 30 до 210 кг/га. Принцип сопоставления данных состоял в том, что варианты, обеспечившие максимальное накопление надземной биомассы в лабораторных экспериментах и урожайность зерна в полевых опытах, были приняты за оптимальные. Остальные точки графиков по вариантам опытов найдены в процентах к оптимальной дозе (рис. 1J.

Высокая половительнэя взаимосвязь показателей лабораторных к полевых опытов подтверждается корреляционно-регрессионным анализом (г=0,96±0,28 4 0,99+0.14),

Таким образом, определенный в лабораторных экспериментах возраставший ряд сортов твердой пшеницы по реакции на условия, азотного питания полностью подтверкдсн в полевых опытах, ft именно: наименыгув потребность в азоте продемонстрировал сорт Оренбургская 10 (максимальная продуктивность на варианте N90), далее следует Гордеифорие 53 (максимальная продуктивность на N120) и наконец, наибольшую потребность в азоте обнаруживают ква сорта

8

Гордеиформе 53 г=0,99±0,14

Оренбургская 10 г=0,99±.0,14

Алтайка и Алтайская Нива (максимальная продуктивность на N150), Дальнейшее повышение дозы азота в полевых опытах значительно сни-аает продуктивность сортов Алтайская Нива и Алтайка и практически не влияет на урожай сортов Гордеифорие 53 и Оренбургская 10.

Полученные результаты позволяют предложить метод ранней диагностики отзывчивости сортов твердой пвеницы на условия азотноЛ питания. Сущность которого состоит в создании как минимум трех уровней элемента в питательном растворе. Продол»ительность эксперимента 20-22 дня. Реакция на уровень минерального питания определяется по накоплению биомассы растений. Условия опыта предпола-гаит использование камер искусственного климата.

Метод ранней диагностики агрохимических особенностей генотипов отличается высокой воспроизводимостью, экспрессностью, простотой исполнения. Он мояет быть использован в агрохимических, экологических и генетико-селекционных исследованиях.

УСЛОВИЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРЕДИСТВЗВ1ЕИ КУЛЬТУРЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ

Твердая пшеница предьявляет исключительно высокие требования к предшественникам,, лучшим из которых является пар. Содержание нитратного азота в почве перед посевом по годам исследований превышало концентрацию обменного аммония в 3-7 раз, поэтому об условиях азотного питания мояно достоверно судить по содержанию и динамике N-N03.

Изученные в опытах виды паровых предшественников существенно различаются по минерализующей способности почвы. В среднем за 1Э90-1992 гг. к посеву твердой пвеницы запасы нитратного азота в почве в слое 0-40 см по чистому и сидеральному парам составляли, соответственно, 21,3 и 1?,9 мг/кг. Содержание N-N03 по занятому пару было значительно ниже- 14,2 мг/кг. Полученные данные позволяют отнести чистый и сидераяьный пары к предшественникам, обеспечивавшим высокие потребности зерновых в азоте, а занятый- средние (Гамзиков, 1981). Очень низкие запасы азота нитратов отмечаются после зернового предшественника- < 5 мг/кг, что создает условия для высокой эффективности азотных удобрений.

Максимальное количество азота нитратов в почве отмечается в первые фазы роста и развития твердой пшеницы, так в кущение ' содержание нитратного азота на контроле по чистому пару составляло

26,5 мг/кг. по сидеральному и занятому парам было значительно ниже, соответственно, 13,5 и 12,0 мг/кг. В дальнейшем по мере выноса растениями содержание Н-ЯОз к фазе полной спелости уменьшается до 1-3 мг/кг почвы и не различается по видам пара.

Применение азотных удобрений по различным предшественникам оказывает позитивное влияние на содержание нитратного азота в почве во все фазы роста и развития твердой пшеницы. Степень влияния находится в прямой зависимости от дозы внесенного азота и, например, для зернового предшественника описывается в виде следующих уравнений: .•■'..' Ш у=2,31+0,103Н, г=0,973 (кущение) 123 у=0.?1+0.164Н, г=6,956 (выход в трубку) Ш у=3,48+0,08711. г=0.956 (цветение) [4] у=3»63+0,057Н, г=0,967 (молочная спелость) [51 у=2,35+0,112И. г=0,921 (полная спелость), где й- доза азот-•ных удобрений, кг/га

Как показали наблюдения, азотные удобрения при внесении по парам (до 90 кг/га) и по зерновым предшественникам (до 210 кг/га) на черноземах Алтайского Приобья не приводят к изменению характера профильного распределения азота нитратов на глубину до 100 см под посевами, твердой'пшеницы. Это обусловлено высокой аккумулирующей способностью гумусового профиля черноземов Сибири по отношению к нитратному азоту (Гамзикова, Гамзиков, 1989).

ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ СОРТАМИ ТВЕРДОЙ ЛВЕНИЦН В СВЯЗИ' С ПРЕДШЕСТВЕННИКОМ ' '

И НР0ВНЕМ НДОБРЕННОСТИ

Наибольшая концентрация азота, фосфора и калия в растениях твердой пшеницы наблюдается в начале вегетации культуры. Так, в кущение отмечается максимальное содержание азота (3,82), фосфора (0,48) и калия (4,10 X) в надземной массе растений, которое л фазе цветения снижается .в 1,5-2,0 раза.

Элементы минерального литания распределяются по растению неравномерно. Наибольшее их содержание в фазу цветения наблюдается в листьях (азот- 2.80, фосфор- 0,52, калий- 2,72 2). Стебли содержат в 2,6 раза меньше азота. (1,02) и фосфора (0,18 X), чем листья. Концентрация питательных элементов в эту фазу в колосе занимает промежуточное положение (азот- 1,70, фосфор- 0,45, ка-

0

лий- 1,74 У.) между содержанием в стеблях и листьях.

В зерне твердой пшеницы преобладает азот- 2,81 У., содержание фосфора и калия составляет всего 0,73 У.. В неэерновой части растений в фазу полной спелости твердой пшеницы из минеральных веществ, отмечается наименьшее содержание фосфора-.0,09 У., концентрации калия и азота существенно выше- 1,16 и 0,93 У..

Наиболее интенсивно потребление питательных веществ твердой пшеницей происходит в период кущение^цветение. К концу фазы цветения растения накапливавт до 90 X азота и фосфора и до 200 У. калия от-величины общего выноса элементов с урожаем. После цветения питание растений азотом и фосфором из почвы снижается и наблюдается значительный отток калия из надземной массы.

Колебания концентрации и выноса питательных элементов растениями твердой пиеницы обусловлены в первую очередь погодными условиями вегетационного периода (изменчивость признаков- 54,170,8 7.1, тогда как влияние предшественника (2,5-4,6), удобрений (5,4-8,7) и сорта (3,2-9,4 2) на изменчивость этих показателей существенно ниже. . ...

Расход питательных элементов на формирование 1 т зерна с соломой в зависимости от фона минерального питания составляет: азота- 43,6-48,5 кг; фосфора- 9.8-10,3 кг; калия- 25,7-32,5 кг.

. ФОРМИРОВАНИЕ НР0Ш ТВЕРДОЙ ПВЕКИЦЫ НА РйЗННХ ФОНАХ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ

Динамика накопления биологической массы твердой пшеницы в значительной степени зависит от температурно-влаиностных условий лет проведения опытов. В засушливые годы процесс синтеза органического вещества заканчивается к фазе молочной, в благоприятные годы- полной спелости зерна. Суточный прирост биомассы в благоприятные по увлажнении годы выше (в 1,2-3,6 раза). Поэтому, основной вклад в изменчивость продуктивности вносят погодные условия (и=41 У.), в меньшей степени- предшественник (и=5 X), условия минерального питания (и=6 У.) и сортовая специфичность (1Ь5 X).

Наилучшим паровым предшественником для твердой пшеницы является чистый пар, который позволяет лучше реализовать потенциал продуктивности сортов, чем по сидеральному и занятому парам (табл. 1). Уступая по продуктивности сидеральный и занятые пара, иневт существенное преимущество перед чистым в качестве противо-

9

Таблица 1

Влияние минеральных удобрений на урожай твердой пвеницы в зависимости от вида пара, ц/га (среднее по трем сортам. 1990-1992 тг.)

Пар 0 Р60К60 ИЗОРбОКбО Ы60Р60К60 К90Р60К60

Чистый 23,1 24,5 . 25.2 25,1 24,3

Сидеральный 21,0 22.5 23.6 23,6 23,5

Занятый 21,5 22.4 24.2 24,2 23,7

НСР^ по парам- 1.0, по удобрениям- 0.9 ц/га

эрозионного приема и источника дополнительного сбора биомассы растений, пополняющих в первом случае плодородие почв, во втором, кормовой баланс.

Минеральные удобрения являются существенным фактором регулирования темпов прироста биомассы', что проявляется и на урожае зерна твердой пвеницы. По усредненным данным фосфорно-калийнае удобрения эффективны по всем видам пара, тогда как азотные оказывают положительное влияние лииь по сидеральному и занятому парам. При этом экономически оправданной является доза 30 кг/га.

Межсортовые различия по темпа* синтеза органического вещества достоверны в начальные фазы роста и развития твердой пвеницы. В опытах получен наиболее высокий урожай сорта Алтайская Нива по сравнению с сортами Алтайка и Оренбургская 10 (табл. 2). Максимальная продуктивность всех трех сортов в среднем за годы опытов получена при полном удобрении НЗОРбОКбО: Алтайская Нива- 25,6,

Таблица 2 ■

Влияние минеральных удобрений на урожай сортов твердой пвеницы. ц/га (среднее по парам, 1990-1992 гг.)

Сорт 0 Р60К60 НЗОРБОКБО ШР50К60 К9ОРО0К60

Алтайская Нива 22,8 24,0 25.6 25,6 25,3'

Алтайка 21,4 23,0 23,3 23,5 22,6

Оренбургская 10 21,4 22,8 24.2 . 24,1 23,6

НСРдос по сорту- 1,3, по удобрениям- 0,9 ц/га

10

Оренбургская 10- 24.2. Алтайка- 23,3 ц/га.

Наибольвая эффективность от внесения азотных таков (N30) отмечается при возделывании сортов Алтайская Нива и Оренбургская 10 по занятому пару. Прибавка урокая составляет, соответственно 2,2 и 2.6 ц/га. Окупаемость 1 кг азота удобрений на этих эариантах-?,3 и 8,6 кг зерна.

С целью уточнения сортовых реакций твердой пвеницы на условия азотного питания были выполнены полевые мелкоделяночные опыты с возрастающими дозами азота от дефицита (0) до избытка (210 кг/га). Четыре изученных сорта позволили зафиксировать особенности продуктивности генотипов в зависимости от уровня минерального питания в конкретных погодных условиях.

Из результатов опытов следует, что характер "ответа" всех сортов на возрастающие дозы азота описывается параболическими кривыми', различающимися высотой пика и его местополовением относительно абциссн (рис. 2). Сорта можно обьединить в две группы:, с четко выращенным (Алтайская Нива, Алтайка) и слабо выращенным (Оренбургская 10 и Гордеиформе 53) пиком параболы. Сорта, отнесенные к первой группе, достигая максимума продуктивности, резко снимают урожай на следующих более высоких дозах азота. Напротив,

Рис. 2. Влияний возрастающих доз азотных удобрений по фону

на уровай сортов твердой пценицы (1991-1992 гг.). г/кв.м,

__Алтайская Нива,---Алтайка,----Гордеиформе 53,

—о--Оренбургская 10

И

сорта, отнесенные ко второй группе, сохраняет высокую продуктивность в продолжительном интервале возрастающих концентраций элемента.

Итак, максимальный урожай в опытах (по средним данным) зафиксирован для сорта Алтайская Нива- 330 г/кв.м на варианте N150. При этом коэффициент отзывчивости на удобрения (НОИ) сорта был наивысшим, и составил 210,2 '/.. Сорта первой группы имеют более высокие КОЗ (185,5-210,2 УЛ. чем второй (164,5-181,2 %).

Отзывчивость сортов твердой пшеницы на возрастающие уровни азотного питания непосредственно связана с увеличением числа продуктивных стеблей на квадратном метре и крупности зерна, что подтверждается результатами корреляционно-регрессионного анализа. Между отмеченными показателями структуры и урожаем сортов твердой пшеницы отмечается высокая положительная зависимость (г-0,87±0,20 т 0,991 0.14).'

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И МАКАРОННЫЕ КАЧЕСТВА СОРТОВ . ■

ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА ПАРОВОГО

ПРЕДВЕСТВЕННИКА И ФОНА АЗОТНИХ УДОБРЕНИИ

Почвенно-климатические условия Алтайского Приобья позволяют получать зерно твердой пшеницы с высокими физико-химическими свойствами и хорошими показателями товарно-технических и кулинарных качеств макарон. ,

Проведенные исследования показали, что изученные виды паровых,предшественников влияют на кулинарные свойства макарон и не оказывают значительного действия на физико-химические качества зерна.твердой пшеницы. При высокой эффективности чистого пара зерно, выращенное по.этому предшественнику, имеет саиув низкую оценку по макаронным качествам- 3,58 балла. Лучшие по качеству макароны получаются по занятому- 3.88 балла, и сидеральному- 3,77 парам. Различия вызваны, в основном, изменением параметра "потери при варке", соответственно,- 3,11: 4,11: 3,78 балла.

Минеральные Одобрения являются мощным фактором регулирования качественных показателей зерна твердой пшеницы и продуктов его переработки. Установлено достоверное положительное влияние Р60К60 НЗОР60К60 на массу 1000 зерен (+2,1-2.3 г). Азотные удобрения в более высоких дозах (N60-90) повышают и концентрацию белка в зерне (+0,8-1,1 У. к контролю). Внесение минеральных удобрений перед

12

Таблица 3

Влияние минеральных удобрений на качество,зерна и макарон твердой пвеницы сорта Алтайская Нива по чистому пару (1990-1992 гг.)

Масса Нату- Общая Содер Вы- Содер- Коэф. Поте- Общая

1000 ра . стек- щание ход яакие раз- ри оценка

зерен. зер- ло- бел- 'круп- клей- вари- при по ма-

Вариант г на. вид- ка. ки. кови- вае- вар- карон-

опыта г/л ность, г г ны, мос- ке. ным ка-

X 7. ти, балл чес-

балл твам.

балл

0 44,4 791 88 15,9 58 25,6 3,33 3,67 3,66

Р60К60 46,5 790 89 15,8 54 29,1 3,00 3,67 3.58

Н30Р60Н60 45,7 786 89 16,0 60 30,7 3,33 5,00 4.00

Н60Р60К60 45,9 784 90 16,7 59 31.ВГ 3,33 5,00 4,00

МОРбОКбО 44,9 783 87 17,0 60 30,2 3.33. 4,67 3,91

НСР035:. 1,6 8 3 0,3 5 2,1 0,20 0,28 0,25

посевом позволяет увеличить ссдеряание клейковины с 25,6 до 31,8 у., что по нкале обеспеченности при заготовке товарного зерна (ГОСТ 9353-90) переводит его со 2-го в 1-ый класс (табл. 3).

Что касается основного продукта переработки зерна твердой пвеницы- макарон, то параметры их качества мояно улучяить с поио-щьв-азотных удобрений, которые повывают оценку показателя "потери при варке" (от 3,7 до 5,0 баллов) и увеличивают общую оценку макарон от вполне удовлетворительной (3,6) до хоровей (3,9-4,0 балла).

В опытах установлено, что минеральные удобрения обеспечивают гарантированное получение высококачественного зерна для производства макарон хорошего качества, даяе по таким благоприятным предшественникам как пары. Так самый високопродуктивный сорт Алтайская Нива формировал такое зерно при внесении йЗОРбОКбО по чистому пару.

Остановлено, что изученные в-опытах сорда твердой пшеница имеют достоверные отличия по качеству зерна и макарон. Сорта алтайской селекции (Алтайка, Алтайская Нива) характеризуются более в'ысокиа качеством зерна и накарон, чем. инорайонные (Оренбург-

13 .

екая 10). Так, содержание белка у алтайских сортов . выше на 2Д-2,2 г, клейковины на 1,3-8,0 У., превышение по показателям стекло-видности и общей оценки по макаронным качествам составляет, соответственно, 9-13 % и 0.20-0,51 балла.

ВЛИЯНИЕ ПОСЛЕПОСЕВНОГО ВНЕСЕНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИИ ' НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ

Обязательным элементом технологии возделывания твердой пиеницы в основных районах ее распространения, является дробное применение азотнах удобрений. Поэтому, наряду с основным внесением удобрений мы изучили сравнительное действие двух видов (корневая и некорневая) подкормок на урожай и качество зерна твердой пшеницы и продуктов его переработки. Целесообразность послепосевного внесения определяли по результатам ранней тканевой диагностики, которая показала потребность в дополнительном внесении азота во время вегетации пшеницы в 1991-1992 гг.

В экспериментах в среднем за два года применение азотных подкормок повывало урожай -зерна твердой пиеницы, возделываемой по занятому пару, на 1,5-2,0 ц/га, но только на вариантах без предпосевного применения азотных туков или их низкой дозы- ИЗО (рис, 3).

Поступление азота подкормок в растения твердой пиеницы существенно сказывается на качестве зерна. Повивается содержание белка на 0,3-1,1 '(., стекловидность на 6-12.7., содержание клейковины на 2,2-2,3 У., масса 1000 зерен возрастает на 1,7-3,1 г. Эффект подкормок на показатели качества макарон (коэффициент разва-риваемости по весу и по обьему)- значительно ниже.- Однако, за ц/га

2.0

1.5 У- у — г7

1,0 / ' — у у

0,5 / /

о

12' 3 4 5 НСРа35

Рис. 3. Прибавка урожая зерна твердой пиеницы от внесения корневых! 1 и некорневых С^' азотных подкормок на фоне вариантов. основного внесения удобрений, ц/га (1991-1992 гг.) 1- контроль. 2- Р80К60, 3- ^ЗОРбОКбО. 4- ЯбОРбОКбО. 5-Н90Р60К60

14

счет достоверного снижения потерь при варке общая оценка по макаронный качествам повышается от вполне удовлетворительной до хорошей при внесении корневой подкормки на варианте основного внесения удобрений НЗОРбОКбО и некорневой- на вариантах Р60К60. ЙЗО-бОРбОКбО.

Результаты опытов показали, что послепосевное'внес'ение азота в фазы куцения и цветения в целом равноценные приемы улучшения азотного питания растений твгрдой пшеницы. Целесообразность применения подкормок, их сроков и видод^доляна определяться, исхода из конкретных условий вегетациощмго периода, организационных и Финансовых возможностей хозяйств на основе данных растительной диагностики.

НАКОПЛЕНИЕ ШЕЛНХ МЕТАЛЛОВ В ЗЕРНЕ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ

г*

В последнее время в связи с резким ухудшением экологической ситуации остро встал вопрос получения сельскохозяйственной продукции с содержанием токсичных элементов, не превышавшем ПДК. Отсюда- необходимость проведения экологических экспертиз предлагаемых технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Результаты проведенных анализов показывают, что в среднем эа два года исследований содержание тяжелых металлов в зерне твердой пшеницы, возделываемой по паровым и зерновым предшественникам с применением удобрений не превышало ПДК. Исключение составил вариант (Р120К60) на котором при низкой продуктивности пшеницы содер-аание кадмия в зерне сортов Алтайка, Гордеиформе 53 и Оренбургская 10 превысило этот уровень на 10-20 X,

Эстановлено, что внесение азотных удобрений в дозах от 30 до 210 кг/га не повышает содержания кадмия, свинца, меди и никеля в зерне. Более того, на высоких дозах азота вследствие увеличения продуктивности культуры происходит достоверное понижение содержания кадмия в зерне твердой пшеницы, что подтверждается корреляционно-регрессионным анализом (г^-0,40г-0,98). По остальным тяжелим металлам эта зависимость носит со^тоспецифический характер.

Предположительно можно, сделать вывод о том, что поступление азота в растения не связано с потреблением изученных тяжелых металлов. Применение минеральных удобрений в рекомендованных дозах и сочетаниях не представляет опасности загрязнения выщелоченных черноземов Алтайского Приобья тяжелыми металлами.

¡5

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПЕЕНИЦН ПО РАЗЛИЧНЫМ ПРЕДШЕСТВЕННИКАМ И ФОНАМ УДОБРЕННОСТИ

Анализ биоэнергетической оценки технологии выращивания яровой твердой пвеницы по различным предшественникам показал, что возделывание культуры по изучаемым видам пара на выщелоченном черноземе колочной лесостепи Алтайского Приобья высокоэффективно (табл. 4). При возделывании пшеницы с урожаем зерна получено больше анергии (35199-38/13 МДж/га). чем затрачено на его произ-

Таблица 4

Биоэнергетическая оценка возделывания твердой пшеницы

Вариант Содержание энергии в Полные энергозатраты Коэффициент биоэнергетической эффективности Суммарный коэффициент биоэнергетической эффективности в звене пар-пвени-цз

урожае зерна урожае с учетом дополнительной продукции

МДж/га .

"истый Сидеральный Занятый . 0 Р60К6& ИЗОРбОКбО И60Р60К60 Н9СР60К60 Алтайская Нива Алтайка Оренбургская 10 Пре? 38719 35199 36037 Удоб) 36540 38886 40730 40730 39892 Coi 38216 35869 35869 цественник 38719 65267 66105 )ения (сред| 56586 58932 60776 60776 59938 it( среднее 58252 55915 55915 (среднее г 17600 26323 27122 iee по сор 23684 25093 27703 30307 32911 ю парам) 23684 23684 23684 ю сортам) 2.20 1,34 1.33 ам и пара] 1.54 1.55 1.47 1.34 1,21 1.61 1,51 1,51 2,20 2,48 2,44 [) . 2,39 2.35 2.19 2.00 1.82 2,46 2.36 2,36

водство (17606-27122 Мдя/га). Максимальное количество энергйи в звене пар-твердая пшеница в основной (зерно) и дополнительной (зеленая масса гороха) продукции накапливается по сидеральному и занятому парам (65267-66105 МДж/га), по этим предшественникам выше и суммарный коэффициент биоэнергетической эффективности.

Эффективность минеральных туков определяется сочетанием и дозами их применения. Так, внесение Р60К60 поЕШбает выход энергии на 2346 МДж/га по сравнению с контролем, а применение ИЗО совместно с ф'осфорно-калийными удобрениями дополнительно увеличивает этот показатель еще на 1844 МДж/га. Однако в среднем за годы опытов внесение N30 было эффективно только при возделывании сортов. Оренбургская 10 по занятому пару- 1,67 и Алтайской Нивы по занятому- 1,42 и чистому- 1,09 парам. Дальнейшее повышение доз азотных удобрений экономически неоправдано.

В целом, из возделываемых в опыте сортов твердой пшеницы по изучаемым предшественникам лучшие показатели имеет Алтайская Нива. Это фиксируется во всех изученных биоэнергетических показателях с преимуществом над сортами Алтайка и Оренбургская 10 на 4,06,7 X.

ВЫВОДИ

1. В лесостепи Алтайского Приобья наиболее благоприятный азотный режим в черноземе выщелоченном для возделывания твердой пшеницы складывается в паровом поле. Сидеральный и занятый пары как'предиественники, уступая по продуктивности чистому (на 1,62,1 ц/га) имеют преимущество по противозрозионным свойствам и дополнительному накопление биомассы за счет сидеральной и парозанимающей культуры.

2. При возделывании твердой пшеницы основной вклад в изменчивость продуктивности вносят погодные условия (У=41 У.) и в меньшей степени предшественник Си=5 7.), условия минерального питания Си=8 X) и сортовая специфичность (0=5 %).

3. Максимальная продуктивность твердой пшеницы при посеве по чистому пару проявляется при внесении Р60К60, по сидеральному и занятому при полном сочетании минеральных удобрений- ЙЗОРбОКбО. Азотные удобрения по паровым предшественникам оказывают эффективное влияние только в дозах не превышающих 30 кг/га и лишь по сидеральному и занятому парам. При посеве по зерновым оптимальное

17

внесение азота для получения высокой продуктивности составило 90120 кг/га.

4. Сортовые особенности вносят существенные коррективы в отзывчивость на сочетания и дозы минеральных удобрений. Максимальное повышение урожая зерна по паровым предшественникам при применении полного удобрения наблюдается по сорту Алтайская Нива. Этот же сорт наиболее отзывчив на возрастающие дозы азотных удобрений при посеве пшеницы по зерновым.

5. Ответные реакции твердой пшеницы на условия возделывания осуществляются, в основном, за счет увеличения количества продуктивных стеблей и крупности зерна, что доказывается тесной связьв их с урожаем зерна (г=0,87+0,20 s 0,99tQ,i4).

6. Минеральные удобрения при основном внесении выступают ванным фактором регулирования качества зерна и макарон твердой пшеницы. Достоверно возрастают показатели крупности зерна Сна 2,1-2,3 г), содержание белка (на 0,8-1,1 У.) и клейковины (на 3,58,2 '/.I). общая оценка по макаронным качествам поднимается от вполне удовлетворительной до хорошей, в основном, за счет снижения потерь при варке,

7. Корневые и некорневые азотные подкормки (N30) при возделывании твердой пшеницы по занятому пару обеспечивают прибавки Урожая зерна на 1,5-2,0 ц/ra на вариантах без предпосевного внесения азотных туков или. при их дозе, не превышающей 30 кг/га. При этом достигается улучшение показателей качества зерна и существенно снижаются потери при варке макарон.

8. Установлено, что применение NPK и азотных удобрений в широком диапозоне доз (30-210 кг/га) обеспечивает получение. экологически безопасной по тяжелым . металлам зерновой продукции. По концентрации тяжелых металлов в зерне твердой пшеницы наблюдаются достоверные межсортовые различия, не превышающие уровня ПДК.

9. Предложен экспрессный метод ранней диагностики потребности сортов твердой пшеницы в удобрениях, проявляющий высокую корреляцию с результатами полевых опытов.

10. Использование биоэнергетических подходов доказывает эффективность возделывания твердой пшеницы в лесостепи Алтайского Приобья по паровым предшественникам с применением минеральных удобрений. При этом наиболее экономичным предшественником являются сидеральный и занятый пары и фосфорно-калийные удобрения в дозе 50 кг/га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На черноземе выщелоченном Алтайского Приобья рекомендуется возделывать твердую пшеницу по чистому, сидеральному и занятому парам, последние экологически и экономически предпочтительнее.

По всем паровым предшественникам под твердую пшеницу следует вносить фосфорно-калийные удобрения в дозе 60 кг/га, по сидеральному и занятому парам дополнительно азотные в дозе 30 кг/га, что обеспечит прибавку урогая и улучшит технологические качества зерна и макарон. Исправить азотное питание моянс за счет азотных подкормок (N30) в кущение или цветение, что повысит урожай твердой пшеницы и улучяит общую оценку по макаронным качествам.'

С целью лучшего использования удобрений необходимо высевать сорт Алтайская Нива, как наиболее пластичный, продуктивный и отзывчивый на условия минерального питания.

По материалам диссертации опубликована следующие работы:

Вязников В.В. Сортовые особенности потребности в азоте твердых пшениц // Анализ современных аграрных проблем: Сб. тр. молодых ученых и аспирантов. - Новосибирск: НГАИ, 1994. - С. 16-19.

Вязников В.В., Барыяева Н.В., Чван Цзи Хун. Депонирование тявелых металлов в растении злаков // Сб. науч. тр. Ниньянской академии. - Ниньян (КНР), 1994.

Вязников В.В. Ранняя диагностика отзывчивости сортов твердой пшеницы на уровни обеспеченности азотом // Информ. листок Алтайского ЦНТИ. - Барнаул, 1995. - К, 276-95.

Вязников В.В. Эффективность азотннх удобрений при возделывании твердой пшеницы сорта Алтайская Нива // Информ. листок Алтайского ЦНТИ. - Барнаул, 1995. - N. 280-95.

Вязников В,В. Эффективность послепосевного внесения азота на твердой пшенице // Сб. науч. тр. / НИИСХ Вго-Востока. - Саратов, 1995. (в печати)

г. Барнаул, АО *Палкграфнст>. Зак.444/- {СЮ