Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние зеленого удобрения на урожайность и технологические свойства зерна озимой пшеницы и ярового ячменя в зерновых севооборотах Центрального района Нечерноземной зоны

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние зеленого удобрения на урожайность и технологические свойства зерна озимой пшеницы и ярового ячменя в зерновых севооборотах Центрального района Нечерноземной зоны"

рга од

/ V г с'; *г>г>з

^ ч» ? | с -.. . . ^

На правах рукописи

БЕГЕУЛОВ Марат Шагабанович

ВЛИЯНИЕ ЗЕЛЕНОГО УДОБРЕНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В ЗЕРНОВЫХ СЕВООБОРОТАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Специальности: 06.01.01 — общее земледелие; 05.18.03 — первичная обработка и хранение продукции растениеводства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1998

Работа выполнена в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научные руководители: Заслуженный деятель ¡науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лошаков В. Г. и кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Личко Н- М.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Долгодворов В. Е., кандидат сельскохозяйственных наук Мартьянова А. И.

Ведущее предприятие — Всероссийский центр пб оценке качества сортов сельскохозяйственных культур.

Защита состоится « . » . 1998 г.

в « час. иа заседании диссертационного совета

К 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 49- Ученый совет МСХА. '

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА.

Автореферат разослан « . У- »

1998 г-

Ученый секретарь диссертационного совета

Н. Г. Тазина

(М.ШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Аш'л'штж''«! Решение задачи стабильною обеспечения страны достатчным количеством качественно!о к-рна является одним из важнейших условий гарантии продовольственной безопасности России. В последние годы существенно снизились нронзнодегно, закупки и товарность зерна. В 1995 г. в Российской Федерации было произведено 63,4 млн.т зерна, а в 1996 г. - 69,3 млн.т, что на 40.9 и 35 млн.1 соответственно ниже среднегодового уровня валовых сборов зерна за период 1986-1990 гг. Все зто происходит на фоне сокращения посевных площадей зерновых культур и значительного снижения их урожайности (до 1,16 т/га в 1995 г. и 1,29 т/га в 1996 г.). Из-за резкого ухудшения качества зерна, поставляемого из других регионов страны, в насюящее время остро стоит вопрос самообеспечения Нечерноземной зоны продовольственным зерном. При соблюдении технологии возделывания озимой пшеницы Центральный район Нечерноземной зоны РФ может стать регионом устойчивого производства высоких урожаев (до 3,5...4.5 т/га) высококачественного зерна этой культуры, пригодного для хлебопечения, не нуждающегося в улучшителях (Пермякова Н И., Рындин А.Н., Личко Н.М.. 1994). С учетом оптимальных условий для возделывания зерновых культур, площадь пашни, занятой этими культурами, может быть расширена в хозяйствах данного района с 35-40" <> до 50" <> и более.

В связи с этим особое значение и актуальность приобретают вопросы предельного насыщения севооборотов зерновыми культурами. Установлено, что при высокой степени насыщения севооборота зерновыми культурами (до 83%) на фоне пожнивной сидерации возможно увеличение выхода зерна с I га севооборотной площади в 1,5 и более раз при сохранении урожайности зерновых культур на уровне плодосменного севооборота (Лошаков В.Г., 1995 и др.). Однако влияние длительного применения пожнивной сидерации на дерново-подзолистых почвах в специализированных зерновых севооборотах на качество зерна озимой пшеницы и ярового ячменя изучено недостаточно. Пожнивная сидерация в зерновых севооборотах как важный фактор биологнзации земледелия имеет большое экологическое значение, так как улучшает фитосаннтар-ное состояние севооборота и позволяет значительно уменьшить использование химических средств.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение влияния длительного использования зеленого удобрения как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой на урожайность и качество зерна озимой пшеницы и ярового ячменя в специализированных зерновых севооборотах на дерново-подзолистых почвах.

В задачи исследований входило:

1. Изучение влияния сидерации и удобрения соломой на урожайность озимой пшеницы и ярового ячменя, продуктивность севооборотов.

2. Изучение влияния севооборотов, длительного использования си-дератов и соломы на удобрение на физико-химические и хлебопекарные

свойства зерна озимой пшеницы и на физико-химические и технологические свойства зерна яровою ячменя.

3. Выявление корреляционных зависимостей между различными показателями качества зерна, статистическая проверка информативной ценности показателя числа качества по фаринографу при оценке качества зерна озимой пшеницы.

Научная нови)на. В результате исследований впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны РФ выявлено положительное влияние длительного использования зеленой массы пожнивной горчицы на удобрение в чистом виде и совместно с соломой на урожайность и качество зерна озимой пшеницы и ярового ячменя Проведено сравнительное изучение воздействия севообороюв с различным насыщением зерновыми культурами, различных предшественников, зеленого удобрения и удобрения соломой на физико-химические и хлебопекарные свойства зерна озимой пшеницы сортов Мироновская ХОК и Инна, а также на физико-химические и технологические снойова зерна ярового ячменя сорта Зазерский 85 в условиях Московской облает и на физико-химические и хлебопекарные свойства зерна озимой пшеницы сорта Бо-ренос, выращенного в условиях северо-восточной части Германии. Впервые статистически подтверждена информативная ценность показателя числа качества по фаринографу при оценке качества зерна российской пшеницы.

Практическом ценность и реаш шция результатов. Установлено позитивное воздействие применения сидераюв и чдобрения соломой на урожайность и качество lepua озимой пшеницы и ярового ячменя в специализированных зерновых севооборотах. Выявлена высокая практическая ценность сидерации в комплексе интенсивных агротехнических мероприятий по переходу к устойчивому развитию антропогенных агроси-стем.

Результаты исследований прошли производственную проверку в учхозе "Михайловское" Подольского района Московской области.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и получили положительную оценку на научной конференции молодых ученых МСХА от 10-11 июня 1997 г. и на заседаниях кафедры технологии хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов МСХА (в 1995, 1996, 1997 гг.).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы (286 источников, в том числе 37 работ иностранных авторов) и приложений. Работа изложена на 239 страницах машинописного текста и содержит 33 таблицы, 35 рисунков.

публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, 1 статья находится в печати.

г

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИИ РАБОТЫ

1. Условия и методика проведения 1кслсА<>-пан,нй.

Исследование качества черна озимой пшеницы copio и Мироновская 808 (1992-1994 гг.) и Инна 1 1995-1996 гг.). а также качества черна ярового ячменя copra Зазерский 85 осуществлялось в 1992-1996 гг. н скщио-нарном поленом опыте, заложенном в 1980 i. на жеиеримешальной пазе в учхозе МСХ.А им.К.А.Тимирязева "Мнхайловское" Подольского района Московской области.

Почва опытного участка дерново-подзолиезая среднесу!линистая, средней степени окультуренное!и. Содержанке гумуса в пахотном слое (0-20 см) почвы перед закладкой опьпа составляло 1,94"... подвижного фосфора по Кирсанову - 13,1, обменного калия по Масловой 16,4 мг на 100 г почвы, рН - 5,7.

Схема опыта:

I. Севооборот с 50% зерновых на фоне NPK: 1 - многолетние травы 1-го года пользования (г.п.); 2 многолетние травы 2-го т.п.; 3 - озимая пшеница; 4 кукуруза на силос: 5 - овес; 6 - ячмень с подсевом трав (плодосменный севооборот).

II. Севооборот с 67% зерновых на фоне NPK: 1 - клевер; 2 озимая пшеница; 3 овес: 4 - викоовсяная смесь на зеленый корм (т.к.); 5 озимая рожь; 6 ячмень с подсевом клевера (зернотраняной севооборот).

III. Севооборот с 83"и зерновых на фоне NPK: 1 - викоовсяная смесь на з.к.; 2 - озимая пшеница; 3 овес; 4 ячмень; 5 - озимая рожь; 6 - ячмень (зерновой севооборот).

IV. Севооборот с 83".. зерновых на фоне NPK с пожнивным сиде-ратом: 1 - викоовсяная смесь на з.к.; 2 - озимая пшеница + пожнивный сидерат (п.е.); 3 - овес; 4 - ячмень; 5 - озимая рожь + п.е.; 6 - ячмень +■ п.с. (зерновой севооборот).

V. Севооборот с 83"» зерновых на фоне NPK., пожнивной сидерации и удобрения соломой: 1 - викоовсяная смесь на з.к.; 2 - озимая пшеница + п.с.+ солома на удобрение (е.); 3 - овес; 4 - ячмень; 5 - озимая рожь + п.с. + е.; 6 - ячмень + п.с.+ с. (зерновой севооборот).

Бессменные посевы ячмени: 1. - без удобрений; 2. - на фоне NPK; 3. -на фоне NPK и пожнивной сидерации; 4. - на фоне NPK, пожнивной сидерации и удобрения соломой.

Минеральные удобрения под зерновые вносили в расчете на запланированный урожай 4,0-5,0 т/га в дозах: под ячмень и овес - NotPuoKiw, под озимую пшеницу - NjooPimKuo. под озимую рожь - NimPiwiKim кг/га действующего вещества.

Белую горчицу сорта Лунинская высевали пожнивно после уборки озимой пшеницы, озимой ржи и ячменя. Вслед за уборкой зерновых культур вносили азотные удобрения (50 кг/га) и измельченную солому по фактическому урожаю, обрабатывали поле дисковым лущильником и комбинированным агрегатом КВК. Затем высевали 40 кг/га всхожих се-

мян горчицы сеялкой С1Н-2.4, Замахивали «еленую массу пожнивнои горчицы и солому на tлубин\ пахотою слоя

В учхозе "Михаиловское" в 1942 t. сложились крайне нсблиюири-ятныс метеоусловия дли яровых зерновых кулылр. а в 1993 для озимых. Так. в июне-июле 1992 г. выпало недоааючное количество осадков на фоне leruioii noi оды (ГТК = 0,53). а соотвектнуюший период IW.1 г. был отмечен среднесутчной iемиера îypoii на 1.3'С ниже среднемного-лстней и суммой осадков, на 84,4 мм мревысиншсй нормч

Исследование качества черна озимой пшеницы copia Ьоренос проводилось в 1996 I. в комплексном З-факгорном полевом скшионарном опыте, заложенном в 1991 i. на опытной станции "ЬлюмберГ' в северовосточном предместье Берлина на почвах, сходных по своим свойствам с дерново-подзолистыми.

Изучалось действие на урожайность и качество черна озимой пшеницы лишь двух факторов: А севооборот. Ь система удобрений.

Фактор A. Ai севооборот: I сидеральнын пар (клеверозлаковая смесь); 2 - озимая пшеница; 3 - озимый ячмень (сидеральный севооборот).

Ai севооборот: I картофель: 2 озимая пшеница; 3 озимый ячмень + пожнивная культура (зерноцропашной севооборот с картофелем).

Ai севооборот: I кукуруза на силос, 2 озимая пшеница; 3 озимый ячмень + пожнивная кулыура (зернопропашной севооборот i кукурузой).

Аа севооборот: I клеверозлаковая смесь I г п ; 2 клеверозлако вая смесь 2 г.п.; 3 озимая пшеница: 4 озимая промежуточная культура + кукуруза на силос; 5 снимая пшеница; 6 - озимый ячмень (плодосменный севооборот ).

Фактор I) Б| оптимальные удобрения: КО кг/га под зерновые, НЮ кг/га под картофель, 150 кг/ta под кукурузу; Р. К, Mg, Са из расчета простого воспроизводства почвенного плодородия; под кукурузу на силос в Аз вносится жидкий навоз в дозе, которая содержит SO кг/t a азота, в А< -в дозе, которая содержат 240 кг/та азота, пожнивная горчица сорта Макси (вымерзающая до весны) на зеленое удобрение; в севооборотах Ai и А; на полях озимой пшеницы и ячменя применяется солома на удобрение.

Бг сокращенные удобрения: то же, что и в Би но без минерального азотного удобрения.

Метеорологические условия в апреле-мае 1994-1996 гг в Блюмберге были достаточно благоприятны. Первые два месяца лета 1996 г. были отмечены более низкой температурой (на 1,9°С) и несколько более высокой суммой осадков по сравнению с нормой. В июне-июле 1994 г. температура воздуха на 1.5°С превысила, а сумма осадков была на 42,1 мм ниже среднемне» олетней.

Физико-химические пока «а гели качеова крна очимой пшеницы и яровою ячменя, выращенною в учхозе "Мнхайлоиское" Московской облает, исследовались в соотвсчавни с лейсшуюшими ГОСТ Помол пшеничной муки 70",.-го выхода осуществлялся на мельнице Л M-8004. Физические снойс!на lecia оценивались на палоршрафе и альнеографе. Хлебопекарная оценка качества муки проводилась но ускоренной методике Госкомиссии по сорюиспьманик) сельскохошк! венных культур РФ. Клейковина в муке, полученной ич черна озимой пшеницы, выращенной в условиях Блюмбертского опыта, oí мыкалась на приборе "Глютоматик" Сфук iypiw-механическне сиоиива lecia изучались на фаринографе Обьемный выход хлеба определялся по меюду "Раиид-микс-тес|". Определение числа падения проводилось на приборе фирмы "Фаллит Намбер" по Хагбергу-Mepieiiy. Переработку черна ячменя в крупу осуществляли на лабораюриом юллеидре "CaiaKii". Выраннен-носгь и пленчаюсгь черна ячменя, качество перловой крупы оценивались coiласно"Методике государственною сортоисш,мания сельскохозяйственных кулыур" [198К]. При расшифровке палориграмм впервые в России определялся показа!ель числа качеспш, введенный стандартом JCC 115/1 и широко применяемый в рачшпых европейских странах.

2. Урожайность отмой пшеницы н яровою ячменя. iipiViy и н 11 ос п.. с t-iioof» >i><> i ов н бессменных посевов ячменя

В условиях стационарною полевою ош.па в учхозе "Михай-лопское" расширение площади «ерноших кчлмур в севооборот до 83% приводило к снижению урожайности lepua отмой пшеницы сорта Мироновская 808 и Инна на 10.9 и 9,2",. cooineiciiieinio ((абл.1). Длительное применение пожнивного зеленого удобрения в севообороте с 83%-м насыщением черновыми культурами повышало урожайность к*рпа очимой пшеницы сорта Мироновская N08 на Н,7"„, а совместное иснолыона-нне пожнивного сидерата и соломы на удобрение на 10,9",.. При длительном применении пожнивной сидерации в узкоспециализированном зерновом севообороте отмечена тенденция повышения урожайности зерна озимой пшеницы сорта Инна на 9.4",,, а при ддшелыюм использовании пожнивного сидерата и соломы на удобрение на 19,1"«.

В учхозе "Михайловское" лучшим предшественником озимой пшеницы для получения стабильно высоких урожаев зерна из всех щученных в опыте вариантов являлся клевер 1 г.п. В севооборотах с 67" <.-м насыщением зерновыми культурами на опытной станции "Блюмберг" лучшим предшественником для формирования более высокой урожайности зерна очимой пшеницы оказался сидеральнын пар. а худшим - кукуруза на силос (табл.2). Во всех случаях применение минерального азотного удобрения способствовало повышению урожайности на 16,2 (а ендеральном севообороте) ... 56,9% ( в зернопропашном севообороте с кукурузой). В ендеральном севообороте сложились условия, способствующие формированию и развитию наибольшего числа стеблей с ко-

Таблица 1

Урожайность терна озимой пшеницы и ярового ячменя. (Учхоч "Михайловское")

Вариант Удобрение Урожайность, i/i а Продук- III». ностьв среднем ча 1992-|996н , т/га черна

очиман пшеница пропой ячмень

средня« ча 19X1-1994 I I . (сорт Мироновская 80S) средняя ia 19951997 п . (сорт Инна) средняя ча 19811997 гг. средняя ча 19921996 п средняя ча 19811996 гг.

Севооборотн "'.1 черновых

I. Плодосменный 50 NPK 4.41 2.94 4.15 3,24 3.65 1,83

II. Зернотравя-нон 67 NPK 1 4,64 3.15 4.38 3.36 2,54

III Зерновой КЗ NPK 3,93 2.67 3.71 2,77 3.26 2,59

IV .Зерновой S3 NPK.+ п.с. 4.27 2.92 4,04 2.84 3.51 2.79

V. Зерновой 83 NPK.+ 11.С.+С. 4.36 3,18 4,15 3,01 3,59 2,95

Бессменные посевы ячменя:

1 б/ч 1,20 1,47 1,20

NPK 2,49 2.95 2.49

3 NPK.+ 11.с. - - 2,Я 3.06 2.54

4 NPK + п.с.+с. - 2.57 3.05 2.57

нет,>5 0,33 0,33 0.48

лосом на 1 м2. Число черен в колосе и стеблей с колосом на I м2 было выше в вариантах севооборотов с применением минерального азотного удобрения.

При насыщении севооборота зерновыми культурами с 50 до 83°-п в Подмосковье выход зерна с 1 га севооборотной площади увеличивался в среднем на 41,5"». Однако урожайность зерна ярового ячменя сорта За-эерский 85 снижалась на 14,5" о. При длительном совместном применении пожнивной сидерации н удобрения соломой в зерновом севообороте отмечено повышение урожайности згой куль(уры на 8.7",,. Бессменное возделывание ярового ячменя на фоне минеральных удобрений приводило к снижению урожайности на 23.2".! по сравнению с возделыванием в плодосменном севообороте. При бессменном посеве ячменя применение ми-

h

Некоюрые элементы структуры урожая и урожайность черна озимой пшеницы сорта Боренос. Опытная станция "Блюмберг" (1994-1996 гг.)

Удобре- Стеблей Число Масса Урожай-

Севооборот ние С KOJIO- зерен в 1000 ность,

. сом на колосс. зерен,г ,т/га

1 м2, шт. шт.

А| - склеральный Б, 351 35 42,0 4,66

Ба 310 31 42,5 4,01

Аа - зернопропашной с картофелем Б! 319 35 44,3 4,58

Б; 267 27 40,5 3,24

Аз - зернопропашной с кукурузой Б, 298 37 43,5 4,41

Б: 257 21 40,3 2,81

А« - плодосменный б, 328 36 44,0 4,90

б2 302 28 •42,1 3,83

неральных удобрений способствовало повышению урожайности зерна в 2,1 раза.

При длительном совместном использовании пожнивного сидерата и соломы на удобрение отмечалась тенденция повышения выхода зерна с I га пашни на 13,9% по сравнению с севооборотом с той же степенью насыщения зерновыми культурами, но без применения такого удобрения. В зерновом севообороте с длительным совместным применением пожнивного сидерата и соломы на удобрение выход зерна был на 61,2% выше, чем в плодосменном.

По результатам исследовании в учхозе "Михайловское" наиболее энергетически эффективным было производство зерна озимой пшеницы в зернотравяном севообороте (Ке = 1,57).

Максимальной энергетической окупаемостью при производстве зерна ярового ячменя отличался плодосменный севооборот (Ке = 1,79). При насыщении севооборота посевами зерновых культур с 50 до 83% коэффициент энергетической эффективности при возделывании ячменя снижался с 1,79 до 1,56. Возделывание озимой пшеницы и ярового ячменя в зерновом севообороте с применением пожнивной сидерации является энергетически эффективным. Наименее энергетически эффективным было бессменное возделывание ярового ячменя на фоне применения пожнивного сндерага и соломы на удобрение.

3. Физико-химические двойства ЗСРна озимой пшеннны

В условиях Московской области при насыщении севооборота зерновыми культурами с 50 до 83% отмечено снижение содержания сырой клейковины в зерне озимой пшеницы сорта Мироновская 808 на 2,3% (табл.З).

Таблица 3

Физико-химичесзсие показатели качества зерна озимой пшеницы. Учхоз "Михайловское" (1992-1996 гг.)

Севооборот и % зерновых Удобрение Масса 1000 зерен, г Натура. г/л Общая стек-ловид- ность, % Выравненость (сумма сходов с cht 2,5x20 и 2,2x20 мм), % Клейковина Содержание белка. О/ 0 Чисто падения, сек.

количество, % качество, ед. идк гидратация, %

сырой сухой

Сорт Мироновская 808 (1992-1994 гг.)

1. Плодосменный - 50 NPK 34,7 767 63 93,7 29,8 10,1 80 195 15.55 260

И Зсрнотрава-мон 67 NPK 34,5 774 63 94,2 28,0 9,9 75 182 14.82 255

III.Зерновой - 83 NPK 35,0 774 64 93,5 27,5 9,8 75 181 15,31 262

IV.Зерновой - 83 NPK+ п.с. 34,7 776 63 94,4 28,0 9,9 75 182 15,32 275

V.Зерновой - 83 NPK + п.с.+с. 34,5 770 64 93,3 27,3 9,4 75 189 15,35 265

Сорт Инна (1995-1996 гг.)

I. Плодосменный 50 NPK 34,8 730 56 91.6 28,9 10,7 75 171 15.07 274

И. Зерно травяной 67 NPK 35,1 740 52 91.8 27,4 10.3 70 166 14.52 268

III Зерновой - 83 NPK 35,0 738 54 91,2 28,1 10,5 70 169 14,95 262

1У.Зерновой - 83 NPK+ п.с. 35,2 739 51 91,1 29,0 10,5 75 176 1S.00 270

V. Зерновой - 83 NPK + п.с.+с. 35,5 741 51 91,7 29,6 11,0 70 170 15,26 273

В эерногравяном севообороте на фоне преимущественно более высокой урожайности сформировалось зерно пшеницы с наименьшим содержанием белка, тогда как повышение урожайности зерна пшеницы при длительном использовании пожнивной сидерации и соломы на удобрение в узкоспециализированном зерновом севообороте не сопровождалось снижением содержания белка в зерне. При этом была отмечена тенденция к увеличению содержания белка в зерне озимой пшеницы сорта Инна на 0.31%.

Под Берлином несколько большим содержанием сырого протеина отличалось зерно пшеницы, выращенное и севообороте Ai с сидераль-ным паром в качестве предшественника.

4. Структурно-механические свойства теста

В структурно-механических свойствах теста наблюдались более значительные различия, чем по показателям физико-химических свойств зерна, выращенного в учхозе "Михайловское" (табл.4).

При расширении площади зерновых культур в севообороте с 50 до 83% наблюдалось некоторое ухудшение физических свойств теста из муки, выработанной при помоле зерна озимой пшеницы сорта Мироновская 808: показатель максимального избыточного давления по альвео-графу снижался с 45 до 62 мм, наблюдалась тенденция повышения средней абсциссы при разрыве на 21 мм, значение коэффициента конфигурации уменьшалось до 0,71. Длительное использование пожнивного снде-рата и соломы на удобрение в зерновом севообороте снижало отмеченное выше негативное влияние: водопоглотнтельная способность муки повышалась на 2.4%; отмечалась тенденция повышения максимального избыточного давления на 27 мм. коэффициента конфигурации до 1,22, некоторого снижения средней абсциссы при разрыве. При этом водопоглотнтельная способность муки в пробах из V севооборота была максимальной и находилась на уровне 67,9%.

В пробах муки, полученной из зерна озимой пшеницы сорта Инна, выращенного в зернотравяном севообороте (67% зерновых) отмечалось ухудшение структурно-механических свойств теста (сопротивляемость, валорнметрнческая оценка, разжижение, число качества, энергия деформации) по сравнению с пробами из других севооборотов.

При расширении площади зерновых культур в севообороте с 50 до 83% наблюдалась тенденция к ухудшению физических свойств теста: устойчивость теста снижалась на 1.3 мин., энергия деформации теста по альвеографу - на 35-104 J. Длительное использование пожнивного сиде-рата и соломы на удобрение в зерновом севообороте способствовало некоторому улучшению структурно-механических свойств теста нз муки, полученной в процессе помола зерна озимой пшеницы сорта Инна: устойчивость теста возрастала на 1,5 мин., сопротивляемость - на 1,9 мин., отмечалась тенденция повышения числа качества по фарннографу на 14 мм, энергии деформации теста по альвеографу - на 32-10 4 J.

Структурно-механические свойства теста. Учхоз "Михайловское" (1992-1996 гг.)

Севооборот и % зерновых Удобрение Валориграф Альвеограф

впе, % время образования геста, МИН. устойчивость теста, мин. сопротивляемость теста, мин. разжижение теста, е.в. вало-римет-риче-ская оценка, е. вал. число качества, мм максимальное избыточное давление . (Р), мм средняя абсцисса при разрыве (и мм P/L энергия деформации, ICH« J

Сорт Мироновская 808 (1992-199-1 гг.)

1. Плодосменный - 50 NPK. 66,7 3,7 4,1 7,8 1 73 65 124 95 69 1,54 183

II. Зернотравяной -67 NPK 65.6 4,0 3,2 7,2 60 62 127 76 .79 1,10 179

III. Зерновой - 83 NPK. 65,5 3,7 4.0 7,7 77 63 125 62 90 0,71 182

IV. Зерновой - 83 NPK.+ п.с. 64,9 3,7 2,3 6,0 67 58 106 77 107 0,84 233

V. Зерновой - 83 NPK.+ п.с.+с. 67,9 3,8 3.0 6,8 87 59 119 89 82 1,22 185

Сорт Инна (1995-19% гг.)

I. Плодосменный - 50 NPK 69.5 3.9 2,4 6.3 65 59 105 79 123 0,64 291

II Зернотравяной - 67 NPK. 69,5 3,1 0,6 3,7 82 48 79 71 105 0,68 248

III.Зерновой - 83 NPK 69.4 4,0 U 5,1 73 55 96 76 ПО 0.69 256

IV. Зерновой - 83 NPK.+ п.с. 69.8 3,7 2,2 5,9 65 57 104 74 100 0,78 254

V.Зерновой - 83 NPK + п.с.+с. 70,2 4,4 2,6 7,0 65 59 110 83 III 0,76 288

Таблица 5

Структурно-механические свойства теста по фаринографу. _ Опытная станция "Блюмберг" (1996 г.)__

Удоб- Водо- Врем* Ста- Разжи- Число

ре- ПОГЛОТИ- образо- биль- жение качества

Севооборот ние тельная вания ность теста, по

способ- теста. теста, е.ф. фари-

ность мин. мин. нографу,

муки,% мм

Ai - силералькмй б| 63,0 4,7 II ,0 38 142

б! 62,5 2,3 3,2 67 59

Аг - эернопропаш-ной с картофелем б! 62,6 3,5 9,3 44 121

б2 62,2 2,0 2,3 82 43

Аг - зернопропаш-нойс кукурузой б| 62,7 3,3 5,3 48 84

бг 60,0 1,6 1,5 107 32

А« - плодосменный б, 59,2 3,3 6,4 41 120

б2 59,7 1,3 1,5 118 28

Мука, выработанная из зерна озимой пшеницы сорта Боренос, выращенного в сндеральном севообороте под Берлином, давала тесто с наибольшим временем образования и стабильностью (табл.5). Отсутствие дозы минерального азотного удобрения во всех случаях приводило к значительному снижению сопротивляемости теста по фаринографу. Разжижение теста было минимально, а число качества по фаринографу максимально в пробах муки, полученной из зерна, выращенного в сндеральном севообороте. В зернопропашном севообороте с кукурузой на силос в качестве предшественника озимой пшеницы выращено зерно, из муки которого получалось тесто с более низкими структурно-механическими свойствами по сравнению с пробами из других изучаемых вариантов севооборотов с 67%-м насыщением зерновыми культурами.

Применение минерального азотного удобрения в изучаемых дозах значительно уменьшало разжижение теста на 29...77 е.ф. и увеличивало число качества по фаринографу на 52...92 мм.

5. Хлебопекарные качества мук»

В учхозе "Михайловское" Московской области объемный выход хлеба, полученного как из зерна озимой пшеницы сорта Мироновская 808, так н из зернз сорта Инна при насыщении севооборота зерновыми с 50 до 83% снижался на 60 и 83 см3 соответственно (табл.6).

к

Хлебопекарная оценка зерна озимой пшеницы _(Учхоз "Михайловское")__

Севооборот и Удобрение Объемный h/d Общая хле-

% зерновых выход хле- подового бопекарная

ба, см3 хлеба* оценка.

балл

Сорт Мироновская 808(1992-1994 гг.)

I. Плодосменный - 50 NPK 852 0,49 3,9

II. Зернотравяной - 67 NPK 848 0,53 3,9

III.Зерновой - 83 NPK 792 0,48 3,8

IV.Зерновой - 83 NPK+n.c. 795 0,55 3,9

V. Зерновой - 83 NPK + п.с.+с. 848 0,57 4,0

Сорт Инна (1995-1997 гг.)

I. Плодосменный - 50 NPK 851 0,55 4,0

II. Зернотравяной - 67 NPK 767 0,51 3,8

III.Зерновой - 83 NPK 765 0,51 3,5

IV. Зерновой - 83 NPK+п.с. 839 0,56 3,9

V. Зерновой - 83 NPK +П.С.+С. 856 0,55 3,9

В среднем за 1992-1996 п .

I. Плодосменный - 50 NPK 852 0,52 3,9

II. Зернотравяной - 67 NPK 816 0,52 3,9

Ш.Зерновой - 83 NPK 781 0,49 3,7

IV. Зерновой - 83 NPK+n.c. 813 0,56 3,9

V.Зерноаой - 83 NPK + n.c.+c. 851 0,56 3,9

HCPOJ 57 0,08 0,2

Примечание. * - за 1993-1996 гг.

Длительное совместное использование пожнивного сидерата и удобрения соломой в зерновом севообороте способствовало повышению объемного выхода хлеба, полученного из зерна пшеницы сортов Мироновская 808 н Инна, на 56 и 91 см3 соответственно.

В целом по комплексу показателей пшеница, выращенная в разные годы, характеризовалась или как слабая, или как удовлетворительный филлер. Необходимо отметить, что в благоприятном 1994 г. в зерновом севообороте с длительным применением пожнивного сидерата и соломы на удобрение была получена пшеница, отвечающая требованиям хорошего филлера (объемный выход хлеба - 928 см3).

Результаты изучения качества муки, полученной из зерна озимой пшеницы сорта Боренос, выращенного на опытной станции "Блюмберг", показывают, что в ендеральном севообороте сложились оптимальные условия для формирования зерна этой культуры с высоким содержанием белка и сырой клейковины. Вследствие этого объемный выход хлеба в этом случае был максимальным (749 см' при полном удобрении и 635 см3 при системе удобрения без применения минеральмо-

го азотного удобрения). При применении минерального азотного удобрения в севооборотах объемный выход хлеба повышался на 105... 131 см3.

6. Качество зерна яровою ячменя

При насыщении севооборота зерновыми культурами до 83% в учхозе "Мнхайловское" наблюдалось снижение содержания белка в зерне ярового ячменя сорта Зазерский 85 на 1,19% (табл.7). При этом наблюдалась тенденция повышения натуры зерна, а выравненность его возрастала на 5,2%. При длительном использовании пожнивного зеленого удобрения в зерновом севообороте отмечалась тенденция увеличения содержания белка в зерне на 0,60%.

При бессменных посевах ячменя без удобрений отмечалось снижение содержания белка в зерне на 1,44% по сравнению с плодосменным севооборотом.

Применение минеральных удобрений и пожнивного сидерата с удобрением соломой при бессменных посевах ячменя повышало способность прорастания зерна на 3%, при этом отмечалась тенденция повышения содержания белка в зерне на 0,55%.

В 1995 и 1996 гг. длительное совместное применение пожнивного сидерата и соломы на удобрение в зерновом севообороте способствовало повышению крупности зерна ячменя на 12,6 и 3,3% соответственно.

В то же время зерно ячменя, выращенное в разные годы, в большинстве вариантов опыта не соответствовало ограничительным нормам для заготавливаемого зерна пивоваренного ячменя или из-за высокого содержания белка в зерне (12,19... 14,83%), или из-за высокого содержания мелких зерен (10,4... 11,7%). В 1995 и 1996 гг. во всех вариантах опыта был высок показатель пленчатости зерна (9,0... 10,4%).

7. Технологические свойства зерна ярового ячменя

Показатели качества перловой крупы, полученной из зерна ячменя, выращенного в учхозе "Михайловское", варьировали незначительно (табл.8). Однако коэффициент развариваемости крупы при расширении площади зерновых культур в севообороте до 83% несколько снижался, а при применении пожнивного сидерата в зерновом севообороте повышался до 6,6. В зерновых севооборотах с применением пожнивного сидерата и с совместным использованием пожнивного сидерата и соломы на удобрение сход с сита перловой крупы № 1 и сумма сходов с сит перловой крупы № 1 и № 2 были на 6,9... 10,0% и 2,0...3,0% соответственно выше, чем в плодосменном севообороте.

В целом же на фоне благоприятных метеорологических условий удавалось выращивать зерно ячменя с неплохими крупяными свойствами.

Качество зерна ярового ячменя сорта Зазерский 85. Учхоз "Михайловское" (1994-1996 гг.)

Вариант Удобрение Масса. 1000 зерен, г Натура, г/л Выравнен- ность, % Крупность, % Содержание мелких зерен, % Плен-ча- тость, % Содержание белка, % Энергия прорастания, % Способность прорастания, % Число паде-• ния, с

Севооборот в % зерновых:

{.Плодосменный -50 36,8 651 78,2 71,7 74 9,5 13,66 94 95 345

Ш.Зерновой - 83 37,8 660 83,4 73,8 6,2 9,7 12,47 95 95 322

ГУ .Зерновой - 83 1ЧРК+п.с 38Д 666 82,3 74,1 ьл 9.7 13,07 % 97 345

V. Зерновой - 83 КРК + П.С.+С. 38,6 667 83,6 76,6 5,8 9,5 12,77 95 96 365

Бессменные посевы:

1 б/у 36,7 664 82 2 75,4 6,4 9,3 12,22 94 94 339

2 36,9 667 82,4 74,0 6,7 9,0 12,67 95 96 367

3 КРК>п.с. 37,1 669 81,2 72,9 6,2 9,0 12,72 95 % 357

4 МРК+П.С+ с. 37,8 669 82 Л 77,5 4,9 9,0 12,77 95 97 361

НСРи 2,34 9,11 4,33 8,40 2,75 0Д5 1,08 2,18 2,08 46,64

Таблица 8

Качество перловой крупы из зерна ярового ячменя сорта Зазерскнй 85. Учхоз "Михайловскос" (1994-1996 гг.)

Вариант Удобрение Общий выход перловой крупы, "'о Схо; перлов* раз номе 1С сит >й крупы пых ров,% Цвет крупы, балл Коэффициент развариваемое™ крупы Вкус каши, балл Цвет кашн, балл

№ 1

Севооборот и " о зерновых

I. Плодосменный - 50 ЫРК. 45,0 51,0 88,8 4,5 6.6 3,7 3,7

Ш.Зерновой 83 ЫРК. 44,6 56,3 90,3 4,7 6,3 3,8 3,7

IV. 'Зерновой 83 п.с. 45,2 61,0 91,8 4,5 6,6 4,2 4,0

V, Зерновой 83 п.с.+с. 45,1 57,9 90,8 4,8 6,4 4,0 3,8

Бессменные посевы:

1 о/у 44,5 51,2 91,5 4,5 6,6 4,2 4,0

2 МРК 44,7 52,8 93,1 4,8 6,6 4,0 4,2

3 п.с. 44,9 55,7 92,6 4,7 6,4 4,0 4,0

4 п.с.+с. 44.9 56,3 92.3 4,5 6,6 4,2 4,2

НСРо5 6,02 1,72 0,45 0,23 0,54 0,53

8. Эффективность применения модифицированного метода расшифровки фарннограмм при оценке качества пшеничной муки

Стандартом ЮС № 115/1 введен показатель числа качества по фа-рннографу (ЧКФ), который определяется как протяженность (в мм) вдоль оси времени между точкой прилива воды и точкой в которой уровень центра кривой отклонился на 30 е.ф. по сравнению с уровнем центра кривой в точке, соответствующей окончанию времени образования теста (рис.1). В Российской Федерации при оценке качества пшеницы зтот показатель не применялся. Нашими исследованиями установлена сильная положительная корреляционная зависимость между показателем ЧКФ и устойчивостью теста - г=0,93...0.97, валориметрической оценкой - г=0.93'...0,98 (табл.9).

&М*?1А>Т0С> АРМ. ГАИНЭСвАГН

7£

В*А8£МОЕ1-Р1А$ТОС«АГН, ГЛИМООА'н ,

\ \ \ < \ лЛлЛЛзлЛ ДЛ_.Л.

Рис.1. Число качества по фаринографу 25 мм. - мука плохого качества ( слева ) и 130 мн. - мука хорошего качества ( справа ).

Таблица 9

Коэффициенты корреляции между числом качества (мм) и другими показателями качества муки из зерна озимой пшеницы

Сорт Содержание сырой клейковины, " « Содержание сухой клейковины, « Устойчивость теста, мин Разжижение теста, ев. Валори метрическая оценка, е.вал. Энерги я деформации, 10 М Объемный выход хлеба, см' Общая хлебопекарная оценка, балл

Мироновская 808 0.404 0,707" 0,944*" -0,782— 0.977— 0,822— 0.443 0,793—

Инна 0,377 0,428 0,933*" -0,824" 0,934— 0,335 0,515 0,399

Бореиос 0,423" 0,%8*" -0.920** - - - -

Примечание: ** и *** - корреляционная связь существенна на 1 % и 0,1% уровне значимости соответственно. Для сортов Мироновская 808 и Инна представлены коэффициенты корреляции ЧКФ с содержанием сырой и сухой клейковины в зерне.

Сильная отрицательная корреляционная зависимость отмечалась между показателем числа качества и разжижением теста - г=-0,78...-0,92. Использование показателя числа качества позволяет значительно ускорить и упростить анализ качества муки на фаринографе. Особенно актуально применение показателя ЧКФ в случае плохого и среднего качества пшеничной муки, когда измерение продолжается после окончания времени образования теста (при незначительной устойчивости) в течение промежутка времени, значительно меньшего 12 минут. Для проб с устойчивостью теста менее чем 8 минут экономия времени измерения при этом может достигать 30-70% от времени измерения при традиционной схеме исследования.

ВЫВОДЫ

1. На дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах Центрального района Нечерноземной зоны насыщение полевого шестипольного севооборота зерновыми культурами до 83 % севооборотной площади повышает выход зерна на 0,76 т/га, или на 41,5 %, но приводит к снижению урожайности озимой пшеницы на 0,44 т/га, или на 10,6 %, ярового ячменя на 0,39 т/га, или на 10,7 %, при одновременном некотором ухудшении качества зерна этих культур по сравнению с плодосменным севооборотом (50 "о зерновых).

2. При высокой степени насыщения севооборота зерновыми культурами (83 %) в зерне озимой пшеницы сорта Мироновская 808 происходит снижение содержания сырой клейковины на 2,3 %; ухудшаются физические свойства теста - показатель максимального избыточного давления по альвеографу снижался с 95 до 62 мм, наблюдалась тенденция no-

li

вышения средней абсциссы при разрыве на 21 мм, значение коэффициента конфигурации уменьшалось до 0,71; объемный выход хлеба снижался на 60 см3. Ухудшаются также и показатели качества зерна озимой пшеницы сорта Инна: отмечалась тенденция сокращения времени устойчивости теста на 1,3 мин, энергии деформации по альвеографу - на 35- Ю-4 J, объемный выход хлеба снижался на 86 см3.

3. Предельно высокое насыщение полевого севооборота зерновыми культурами (83%) приводит к некоторому ухудшению качества зерна ячменя: содержание белка в зерне снижается на 1,19%, коэффициент разва-риваемости перловой крупы снижается до 6,3. При этом выравненность зерна увеличивается на 5,2 %.

4. Отрицательное влияние предельного насыщения севооборота зерновыми культурами снимается с помощью пожнивных посевов сиде-рата (белая горчица - Sinapis alba L.) и удобрения соломой. Длительное использование пожнивной сидерации в сочетании с удобрением соломой в зерновом севообороте на фоне одинаковых доз минеральных удобрений в условиях Подмосковья повышает урожайность озимой пшеницы на 0,44 т/га, или на 11,9 %, ярового ячменя - на 0,33 т/га, или на 10,1 %. Прибавки урожая зерна озимой пшеницы от сидерального пара на аналогичных почвах близ Берлина достигали 42,7 %.

5. Длительное применение пожнивного зеленого удобрения в сочетании с удобрением соломой в зерновом севообороте улучшает качество зерна озимой пшеницы сорта Мироновская 808: водопоглотительная способность муки повышалась на 2,4 %; отмечалась тенденция улучшения физических свойств теста по альвеографу - максимальное избыточное давление и P/L повышались, средняя абсцисса при разрыве несколько снижалась; объемный выход хлеба повышался на 56 см3. Аналогичная направленность в изменении показателей качества отмечалась и для зерна озимой пшеницы сорта Инна: содержание в муке сырой клейковины повышалось на 3,1 %, сухой клейковины- на 0,8 %; устойчивость теста возрастала на 1,5 мин, сопротивляемость теста увеличивалась на 1,9 мин, наблюдалась тенденция повышения числа качества по фаринографу на 14 мм, энергии деформации теста по альвеографу - на 32-10-" J; объемный выход хлеба увеличивался на 91 см3.

6. При включении в зерновые специализированные севобороты Подмосковья пожнивных посевов белой горчицы на зеленое удобрение отмечается тенденция повышения содержания белка в зерне ярового ячменя на 0,60 %, схода с сита перловой крупы № 1 - на 4,7 %. На фоне благоприятных метеоусловий в период налива и созревания зерна длительное совместное применение пожнивного сидерата и соломы на удобрение способствовало существенному повышению крупности зерна ячменя на 3,3-12,6%.

7. Сравнительное изучение пожнивного сидерата и парозанимающего сидерата на почвах, аналогичных дерново-подзолистым вблизи Берлина, показало, что сидеральный пар в условиях северо-восточной

масти Германии является лучшим предшественником озимой пшеницы, и после не| о в муке из зерна этой культуры содержание сырой клейковины повышалось на 2,4-5,1 %, белка - на 0,45-1,10 %, водопоглотительная способное- 1Ь муки увеличивалась на 0,3-2,5 %, сопротивляемость теста -на 1,2-7,1 минуты, разжижение теста снижалось на 6-40 е.ф., число качества по фаринографу увеличивалось на 16-58 мм, а объемный выход хлеба -- на 4 22 см5,

8. На фоне сидерального пара или пожнивной сидерации применение минерального азотного удобрения (Мщ) под Берлином приводило к повышению содержания бедка в муке на 3,55-4,49 %, сырой клейковины - на 9,8-12,5 %. увеличению показателя седиментации на 25-31 мл, стабильности теста - на 3,8-7,8 мин, к уменьшению разжижения теста ка 2959 е.ф., увеличению числа качества по фаринографу на 52-83 мм. При этом объемный выход хлеба увеличивался на 105-131 см1. В условиях Подмосковья применение минерального азота (N4,,) на фоне пожнивного сидерага под яровой ячмень способствовало формированию зерна с достаточно высоким содержанием белка (более 12 %), что нельзя признать отвечающим требованиям к качеству зерна пивоваренного назначения.

9. Производство зерна озимой пшеницы и ярового ячменя в узкоспециализированном зерновом севообороте с применением пожнивного сидерата (горчица белая) на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах Подмосковья является энергетически эффективным (коэффициент энергетической эффективности - 1,25 и 1,58 соответственно).

10. Статистически подтверждается информативная ценность показателя числа качества по фаринографу при оценке качества пшеничной муки, полученной из зерна, выращенного в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России и северо-востока Германии. Установлена сильная корреляционная зависимость между показателем ЧКФ и устойчивостью теста (г = 0,93...0,97), разжижением теста (г = -0,78...-0,92), валориметрической оценкой (г = 0,93...0,98).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения высоких урожаев зерна озимой пшеницы и ярового ячменя хорошего качества в условиях Центрального района Нечерноземной зоны Российской Федерации рекомендуется использовать пожнивные посевы белой горчицы как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой.

2. С целью получения высококачественного зерна озимой пшеницы и ярового ячменя пожнивный сидерат рекомендуется возделывать после озимых культур и ячменя в специализированном зерновом севообороте: 1 - викоовсяная смесь на зеленый корм; 2 - озимая пшеница; 3 - овес; 4 - ячмень; 5 - озимая рожь; 6 - ячмень.

3. В качестве характеристики качества муки рекомендуется использовать показатель числа качества по фаринографу (ЧКФ), дающий на-

дежную информацию о свойствах продукта и позволяющий значительно сократить время измерения и упростить анализ структурно-механических свойств теста.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Личко Н.М., Лошаков В.Г., Бегеулов М.Ш., Пермякова H.H. Качество зерна озимой пшеницы в специализированных зерновых севооборотах II Тезисы докладов Второй Всероссийской научно-теоретической конференции "Прогрессивные экологически- безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности". -Углич: РАСХН. 1996. - 4.1. -С.367-368.

2. Лошаков В.Г., Личко Н.М.,Элльмер Ф„ Бегеулов М.Ш. Влияние полевого севооборота и длительного использования зеленого удобрения на урожайность и качество зерна озимой пшеницы. - Деп.рук. в НИИТ-ЭИагропром, 1997. - Вып.5.1.

3. Лошаков В.Г., Личко Н.М., Элльмер Ф., Бегеулов М.Ш. Влияние длительного использования зеленого удобрения на урожайность зерна озимой пшеницы и физико-химические показатели качества зерна // Изв.ТСХА. - 1997. - Вып.4. - С.65-76.

4. Бегеулов М.Ш. Оценка качества пшеницы на фаринографе // Хлебопродукты. - 1997. -№ 12. - С. 11-12.

5. Лошаков В.Г., Личко Н.М., Элльмер Ф., Бегеулов М.Ш. Хлебопекарные свойства зерна озимой пшеницы при выращивании ее в полевых севооборотах с зеленым удобрением // Изв.ТСХА. - 1998. - Вып.1. -С.54-66.

6. Бегеулов М.Ш. Сидераты повышают качество зерна II Земледелие. - 1998. - № 2.-С.37.

7. Бегеулов М.Ш. Использование модифицированного метода расшифровки фаринограмм при оценке технологических свойств зерна пшеницы // Изв.ТСХА. - 1998. - Вып. 2.

8. Лошаков В.Г., Личко Н.М., Элльмер Ф., Бегеулов М.Ш. Влияние длительного использования зеленого удобрения на урожайность и хаче ство зерна озимой пшеницы и ярового ячменя // Зерновые культуры. -1998.-№4.

9. В.ГЛошаков, Н.МЛичко, М.Ш.Бегеулов, H.H.Пермякова, Н.А.Ткач. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в специали зированных зерновых севооборотах II Докл. ТСХА. - 1998. - Вып.269. С.25-34.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Бегеулов, Марат Шагабанович, Москва

МОСКОВСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

имени К.А.ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

БЕГЕУЛОВ Марат Шагабанович

ВЛИЯНИЕ ЗЕЛЕНОГО УДОБРЕНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В ЗЕРНОВЫХ СЕВООБОРОТАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Специальности: 06.01.01 - общее земледелие; 05.18.03 - первичная обработка и хранение продукции растениеводства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Г. ЛОШАКОВ

кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Н.М.ЛИЧКО

Москва - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................................................4-10

Глава 1. Обзор литературы................................................................................................................11 -54

1.1. Некоторые аспекты современного состояния зерновой отрасли растениеводства в Российской Федерации и

Германии............................................................................................................................................................11-16

1.2. Севооборот, урожайность и качество зерна озимой

пшеницы и ярового ячменя................................................................................................16-25

1.3. Влияние основных видов удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы и ярового ячменя....................25-54

Глава 2. Условия и методика проведения исследований....................55-75

2.1. Схема опытов и агротехника сельскохозяйственных

культур....................................................................................................................................................................55-61

2.2. Почвенно-климатические и погодные условия......................................61-73

2.3. Методика полевых и лабораторных исследований........................74-75

Глава 3. Влияние севооборота и длительного применения

зеленого удобрения на урожайность озимой пшеницы,

ярового ячменя и продуктивность севооборотов....................76-97

3.1. Урожайность зерна озимой пшеницы и ярового ячменя 76-89

3.2. Продуктивность специализированных зерновых севооборотов и бессменных посевов ярового ячменя................89-93

3.3. Энергетическая эффективность возделывания озимой 93-97 пшеницы и ярового ячменя в различных севооборотах и

при бессменной культуре ячменя.......................................

Глава 4. Влияние севооборота и длительного применения

зеленого удобрения на качество зерна озимой пшеницы 98-142

4.1. Физико-химические свойства зерна......................................................................98-106

4.2. Структурно-механические свойства теста..................................................106-125

4.3. Хлебопекарные качества муки......................................................................................125-142

Глава 5. Влияние севооборота, бессменного посева и длительного применения зеленого удобрения на

качество зерна ярового ячменя....................................................................................143-158

5.1. Физико-химические свойства, энергия и способность прорастания зерна..............................................................................................................................143-148

5.2. Технологические свойства зерна..................................................................................148-158

Глава 6. Статистический анализ показателей качества зерна

озимой пшеницы и ярового ячменя........................................................................159-185

6.1. Корреляционные зависимости между показателями

качества зерна озимой пшеницы..................................................................................159-170

6.2. Статистическое обоснование модифицированного

метода расшифровки фаринограмм........................................................................170-181

6.3. Корреляционные зависимости между показателями

качества зерна ярового ячменя......................................................................................181-185

Выводы........................................................................................................................................................................186-189

Список использованной литературы....................................................................................190-219

Приложения..................................................................................................................................................................220-239

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в Российской Федерации сложилась реальная угроза пищевой безопасности страны. В последние годы особенно обострились проблемы с производством достаточного количества качественного зерна.

В России производство, закупки и вообще товарность зерна в последние годы существенно снижаются. Так, в 1996 г. валовой сбор зерна (в массе после доработки)сократился по сравнению со средним уровнем за 1986-1990 гг. на 35 млн.т, или на 33,6% [197, 234]. В период с 1986 по 1990 гг. в Российской Федерации ежегодно производилось в среднем 43,6 млн.т пшеницы, а в период с 1991 по 1995 гг. - в среднем 38,2 млн.т, что меньше на 5,4 млн.т, или на 12,4%.

Посевные площади зерновых культур по средним данным за 19911995 гг. сократились по сравнению с периодом 1986-1990 гг. на 6,1 млн.га, или на 9,3%, по посевным площадям пшеницы это снижение составило 1,9 млн.га, при этом урожайность зерновых культур в указанные периоды снизилась почти на 7%, а валовые сборы зерна в среднем на 16,3 млн.т, или на 15,6% [233,234].

В период с 1991 по 1995 гг. производство зерна уменьшилось в 1,4 раза (закупки в 2,5 раза), муки в 1,6, крупы в 2,4, комбикормов в 3,1, макаронных изделий в 2, хлебобулочных в 1,6, кондитерских изделий в 2,5 раза [235]. Отступление идет по всему "хлебному фронту" за счет снижения покупательной способности населения и увеличения импорта, особенно конечных продуктов питания и полуфабрикатов.

Указанные негативные тенденции развиваются на фоне неэффективного реформирования производственных структур, резкого снижения обеспеченности сельскохозяйственных предприятий материально-техническими ресурсами, падения плодородия почв и роста их деграда-

ции, резкого сокращения применения удобрений и средств защиты растений.

Наряду с сокращением производства в последние годы наблюдается снижение качества зерна мягкой пшеницы (при среднем содержании клейковины в зерне не более 23-25%). На фоне широкого распространения такого опасного вредителя как клоп-черепашка, резко ухудшилось качество зерна пшеницы, выращиваемого на юге Европейской части Российской Федерации. По данным Росгосхлебинспекции, в Ростовской области в 1996 г. на 1 м2 посевов было обнаружено до 500 экземпляров клопа-черепашки. Лишь около 10% выращенного зерна в этой области было пригодно на продовольственные цели. В Краснодарском крае 50% зерна пшеницы было повреждено клопом-черепашкой и имело Ш группу качества клейковины. В Ставропольском крае выращивалось примерно 45% непродовольственной пшеницы.

В современных условиях в связи с ухудшением качества зерна, поставляемого из регионов России, в которых традиционно выращивались высококачественные пшеницы-улучшители, остро стоит вопрос самообеспечения Нечерноземной зоны РФ продовольственным зерном, пригодным для целей хлебопечения. Однако качество зерна пшеницы, выращиваемого в Центральном районе Нечерноземной зоны, остается крайне низким: в зерне содержится в среднем около 12% белка, содержание сырой клейковины не превышает в среднем 21% при удельной массе зерна с клейковиной П группы качества около 90%.

Данные о возможности выращивания в условиях Нечерноземной зоны пшеницы, пригодной для целей хлебопечения, противоречивы. Существуют точки зрения как отвергающие такую возможность, так и допускающие ее, но лишь в отдельные годы с благоприятными метеорологическими условиями. Нельзя отрицать, что неблагоприятные погодные условия могут явиться причиной существенного ухудшения качества

зерна. Но некоторые ученые считают, что решающее влияние на качество зерна в Нечерноземье оказывает технология возделывания, соблюдение которой позволяет как бы нивелировать влияние погодных условий Нечерноземной зоны [118,119,120,121,187].

Производственный опыт передовых хозяйств Подмосковья убедительно доказывает, что Центральный район Нечерноземной зоны способен стать зоной устойчивого производства высоких урожаев хорошей пшеницы продовольственного назначения [22].

Кроме этого, если учесть, что отличительной чертой Нечерноземья, связанной с достаточной увлажненностью почвы, является высокая эффективность удобрений, то можно предположить наличие необходимости дальнейшей концентрации зернового производства в этом регионе. При этом неизбежно увеличение доли зерновых культур в севооборотах. В настоящее время в Нечерноземной зоне около 40% пашни занято под зерновые культуры. Удельный вес площади посевов зерновых культур во многих экономически развитых странах заметно выше, чем в России (5575%). При этом в этих странах получают стабильно высокие урожаи зерна (3-6 т/га) достаточно высокого качества.

Таким образом, на современном этапе вопросы изучения предельно возможного насыщения севооборотов зерновыми культурами с целью обеспечения максимального выхода зерна высокого качества с 1 га севооборотной площади при высокой урожайности, позитивной динамике плодородия почв, фитосанитарного состояния посевов и экологической ситуации в агроценозах приобретают особую остроту и актуальность.

В условиях стабилизации и экономического роста необходимо остановить сокращение посевных площадей под зерновыми культурами, снижение их урожайности и валовых сборов зерна. Устойчивый рост производства зерна должен сопровождаться и повышением его качества.

Одним из факторов, влияющих на качество зерна, является соблюдение научно обоснованных севооборотов. Возделывание промежуточных культур в севооборотах с широким применением удобрений, использованием прогрессивных методов обработки почвы и других агротехнических приемов является одной из форм интенсификации земледелия, позволяющей максимально использовать агроклиматические ресурсы теплого периода года [36, 37, 42, 49, 51, 67, 69, 82, 124-127, 132-134, 138-141,144,152,201,252,270,273,282].

Кроме того, необходимо отметить, что в современном сельскохозяйственном производстве все более усиливается направление экологизации и биологизации земледелия. На систему "биологического земледелия" в ФРГ перешли несколько тысяч хозяйств. Тысячи ферм во Франции также ведут "альтернативное сельское хозяйство", исключающее применение каких-либо химических средств. Растет число таких ферм в Англии, где в 1989 г. их был один процент от общего числа, а к 2000 г. предполагается, что их число достигнет 20% [248]. Эффективность и целесообразность выхода из кризиса в зерновом хозяйстве России за счет одностороннего увеличения применения минеральных удобрений и средств химической защиты растений также может быть подвергнута сомнению. В системе экологического земледелия большое внимание уделяется севооборотам, альтернативным видам удобрения (в т.ч. зеленому удобрению, соломе) и способам борьбы с вредителями, болезнями растений, сорняками.

Исследованиями кафедры земледелия и методики опытного дела и технологии хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов МСХА им.К.А.Тимирязева установлено, что в Нечерноземной зоне на дерново-подзолистых почвах при запашке пожнивного сидерата в специализированных зерновых севооборотах с высокой степенью насыщения зерновыми культурами (до 83%) удается решить задачу первостепен-

ной важности - значительно увеличить производство зерна, повысить продуктивность севооборотов без снижения качества зерна.

В настоящее время достаточно полно изучены вопросы влияния пожнивной сидерации на плодородие почвы и состояние посевов.

Пожнивная сидерация - важный и эффективный прием усиления обмена в биологическом круговороте веществ дерново-подзолистых почв, повышения коэффициента использования минерального азота, закрепления азота минеральных удобрений в почве, снижения непроизводительных потерь элементов питания, уменьшения засоренности посевов основных культур севооборота, улучшения питательного режима, структуры, значительного повышения биологической активности дерново-подзолистой почвы, улучшения фитосанитарного состояния посевов. В настоящее время хорошо известно также положительное влияние других форм зеленого удобрения на состояние почвы и посевов, урожайность культур и продуктивность севооборотов. Однако вопросы качества зерна в специализированных зерновых севооборотах с применением сиде-ратов изучены недостаточно.

Особый интерес представляет изучение эффекта пролонгированного действия зеленого удобрения, при применении которого создается медленно отдающий (после минерализации) азот источник питательных веществ, способствующий достаточной обеспеченности растений этим важнейшим элементом в поздние фазы их развития, когда формируются качественные параметры урожая зерновых культур (колошение, налив, созревание).

Основная цель работы заключалась в изучении путей повышения урожайности и качества зерна озимой пшеницы и ярового ячменя в специализированных зерновых севооборотах Центрального района Нечерноземной зоны. Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи:

- изучено влияние различных севооборотов, длительного применения сидератов и соломы на удобрение на урожайность зерна озимой пшеницы и ярового ячменя;

- изучено влияние различных севооборотов, длительного применения сидератов и соломы на удобрение на физико-химические и хлебопекарные свойства зерна озимой пшеницы, структурно-механические свойства теста;

- изучено влияние различных севооборотов, длительного применения сидератов и соломы на удобрение на физико-химические и технологические свойства зерна ярового ячменя.

Научная новизна работы состоит в том, что проведено достаточно подробное сравнительное изучение влияния севооборотов с различным насыщением зерновыми культурами (до 83%), различных предшественников, длительного использования сидератов и соломы на удобрение на качество зерна озимой пшеницы разных сортов, выращиваемого в условиях Московской области и северо-восточной части Германии, а также на качество зерна ярового ячменя.

Впервые статистически подтверждена информативная ценность показателя числа качества по фаринографу при оценке качества российской пшеницы.

Практическая ценность работы заключается в том, что установлено позитивное воздействие применения зеленого удобрения и соломы на удобрение на урожайность и технологические свойства зерна озимой пшеницы и ярового ячменя в специализированных зерновых севооборотах. Выявлена высокая практическая значимость сидерации в комплексе интенсивных агротехнических мероприятий по переходу к устойчивому развитию антропогенных агросистем.

Результаты исследований доложены и получили положительную оценку на научной конференции молодых ученых МСХА от 10-11 июня

1997 г. и на заседаниях кафедры технологии хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов МСХА.

Проведена производственная проверка полученных данных в учхозе "Михайловское" Подольского района Московской области.

По материалам диссертации опубликовано 8 статей, 2 статьи находятся в печати.

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций, списка использованной литературы (286 источников) и приложений.

Экспериментальная часть выполнена на кафедрах земледелия и методики опытного дела и технологии хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов Московской сельскохозяйственной академии имени К.А.Тимирязева, кафедрах растениеводства и технологии продуктов питания Гумбольдтского университета в Берлине, в крупяной лаборатории Всероссийского центра по оценке качества сортов.

В работе использованы данные исследований качества зерна, проведенные кафедрой технологии хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов МСХА в 1992-1993 гг.

Автор выражает искреннюю благодарность научным руководителям - заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору В.Г.Лошакову; кандидату сельскохозяйственных наук, профессору Н.М.Личко, а также особую благодарность профессору Гумбольдтского университета в Берлине Франку Элльмеру за неоценимую помощь, оказанную во время стажировки на кафедрах растениеводства, земледелия, технологии продуктов питания указанного университета.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Некоторые аспекты современного состояния зерновой отрасли растениеводства в Российской Федерации и Германии

В настоящее время задачи обеспечения России зерном приобретают особую остроту. Как уже отмечалось во введении, в условиях общего экономического спада площади посевов зерновых культур, их урожайность и валовой сбор неуклонно уменьшались. В 1994 г. в Российской Федерации 43,4% пашни было занято под зерновые (в Нечерноземной зоне - 36,8%). В 1995 г. площадь пашни, занятой этими культурами, составила 42,9%, в 1996 г. - 42,4%. В период с 1992 по 1996 гг. площадь пашни в России уменьшилась на 4 млн.га, а в период с 1985 по 1996 гг. -с 133,9 до 126,0 млн.га или на 5,9% [5,196,197].

Посевная площадь зерновых в РФ в период с 1992 по 1996 гг. сократилась с 61939 до 53388 тыс.га или на 13,8%. В 1996 г. она составляла 53,6% от всей посевной площади. При этом посевна�