Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от способов основной обработки почвы в агроклиматических условиях Западного Предкавказья

Введение. Юг России характеризуется высокой межгодовой изменчивостью увлажнения и повторяющимися засухами в фазе налива зерна озимой пшеницы. В данных условиях агротехнические приемы, регулирующие влагообеспеченность и интенсивность минерализации азота, оказывают существенное влияние на урожайность, качественные показатели зерна (содержание белка и клейковины), а также на экономическую эффективность возделывания [1–3].

Результаты многолетнего стационарного опыта на черноземе обыкновенном карбонатном демонстрируют устойчивые различия между приемами основной обработки почвы. Установлено, что традиционная вспашка обусловливает минимальный уровень урожайности озимой пшеницы, тогда как переход к минимальной обработке и технологии No-till может обеспечивать более высокую урожайность [4; 5].

Для южных регионов типично, что энергосберегающие системы (минимальная, прямой посев) улучшают водный режим почвы за счет сохранения растительных остатков, снижения испарения и лучшей инфильтрации. В засушливых условиях урожайность увеличивается, тогда как во влажные годы разница между ними может сглаживаться (или преимущество получает минимальная обработка) [6; 7].

В ходе исследований, проведенных в Ростовской области, показано, что вклад фактора год в вариацию урожайности превышает вклад фактора сорт, а также существенно взаимодействие год х сорт (т.е. разные сорта не одинаково реагируют на погодные условия) [8].

В зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения юга России формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы в решающей степени определяются двумя взаимосвязанными факторами. Это связано с эффективностью использования почвенной влаги и генетическим потенциалом сорта. Почвозащитные и влагосберегающие системы обработки почвы в сочетании с адаптивными сортами являются основой устойчивого зернового производства [9].

Содержание белка и клейковины находится в обратной зависимости от уровня урожайности при ограниченном ресурсе влаги и азота. Влагосберегающие технологии, стабилизируя урожай, могут косвенно способствовать стабильности качества. Однако ключевым фактором для регулирования качества зерна является азотный режим почвы. Минимальные обработки, замедляя минерализацию, могут приводить к дефициту доступного азота в критической фазе - налив зерна, что снижает содержание белка на 1-1,5 % [10].

В условиях юга России наибольшую стабильность урожая показывают сорта, сочетающие засухоустойчивость, зимостойкость и устойчивость к болезням. Современные короткостебельные интенсивные сорта эффективнее используют ресурсы и отзывчивы на агрофон, формируя высокую урожайность [11].

Эффект взаимодействия «обработка почвы × сорт» значим. Так, засухоустойчивые сорта с мощной корневой системой полнее реализуют преимущества влагосберегающих обработок. Исследования ФГБНУ «Национальный центр зерна им. П.П. Лукьяненко» (г. Краснодар) подтверждают, что для каждой почвенно-климатической подзоны требуется подбор определенных сортов [12].

Для гарантированного получения зерна озимой пшеницы с высокими хлебопекарными свойствами (белок >13 %, клейковина > 25 %) необходим выбор специализированных, сильных и ценных по качеству сортов, адаптированных к местным условиям. Максимальный эффект достигается при адаптивной технологии обработки почвы и соответствующего ей генетического потенциала сорта, что позволяет нивелировать климатические риски и обеспечивать как количественный, так и качественный урожай [13-15].

Цель исследований состояла в определении влияния способов основной обработки почвы на продуктивность и показатели качества зерна различных сортов озимой пшеницы.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования выполнены в 2023– 2025 гг. в производственных условиях на базе опытной станции АО «Агрокомплекс» им. Н.И. Ткачева на сверхмощном малогумусном черноземе обыкновенном, сформированном на лессовидных суглинках. Влияние грунтовых вод на почвообразование и агроценоз было исключено ввиду их глубокого залегания. Морфология почвенного профиля в целом соответствовала зональным характеристикам, при этом гумусово-аккумулятивный горизонт (А) характеризовался несколько ослабленной окраской.

Объекты исследования - сорта озимой пшеницы селекции Национального центра зерна им. П.П. Лукьяненко (г. Краснодар) Алексeич, Таня, Еланчик, Агрофак 100,

Классика. Опыт двухфакторный, заложен по схеме, включающей два способа обработки почвы (фактор А) и пять генотипов (сортов) озимой пшеницы (фактор В).

Предшественником на всех вариантах опыта являлась кукуруза на зерно. Посев проводили в оптимальные сроки с нормой высева 4,5 млн всхожих семян на гектар на глубину 4,5 см. Для обеспечения статистической достоверности опыт заложен в четырехкратной повторности с рендомизи-рованным размещением делянок площадью 1320 м² каждая.

После уборки кукурузы на зерно проведено двукратное дисковое лущение (агрегат «Selford 870») на глубину 6–8 см с одновременным внесением аммофоса в дозе 80 кг/га. В дальнейшем технологии дифференцировались: 1. Вариант «Вспашка» – контроль: включал выполнение отвальной вспашки плугом «Lemken EuroDiamant 10» на глубину 20–22 см с последующим прикатыванием катком «VarioPak» и дополнительным дисковым лущением («Carrier XL1225»); 2. Вариант «Комбинированная обработка»: заключался в интенсивном двукратном рыхлении на глубину до 8 см с использованием «Carrier XL1225», что обеспечивало измельчение растительных остатков и формирование мелкокомковатой структуры почвы.

В течение вегетации растений озимой пшеницы регистрировали даты наступления фенологических фаз и их продолжительность в соответствии с утвержденными методиками Госсорткомиссии. Урожайность зерна учитывали с каждой делянки с последующим пересчетом на стандартную влажность (14 %). Содержание белка и клейковины в зерне определяли с помощью инфракрасного анализатора «Инфа-ЛЮМ» в соответствии с ГОСТ 10846-91 [16].

Для оценки степени влияния изучаемых факторов применяли методы дисперсионного и регрессионного анализа с использованием программного пакета STATIS-TIKA.

Результаты и обсуждение. На рисунке 1 представлены средние за 2023– 2025 гг. значения урожайности зерна сортов озимой пшеницы в зависимости от способов основной обработки почвы. Установлено, что уровень урожайности в значительной степени определялся как сортовыми особенностями, так и способом основной обработки почвы (рис. 1).

Рисунок 1 – Урожайность сортов озимой пшеницы на различных фонах основной обработки почвы (среднее за 2023–2025 гг.), т/га

• Fig. 1    – Yield of winter wheat varieties under different soil treatment methods (average for 2023–2025), t/ha

В варианте вспашка (к) урожайность зерна варьировала от 7,3 до 7,9 т/га. Наиболее высокий показатель отмечен у сорта Алексeич (7,9 т/га). Минимальная урожайность зафиксирована у сорта Агрофак 100 (7,3 т/га), у остальных сортов отмечено промежуточное положение.

Комбинированная основная обработка почвы способствовала увеличению урожайности всех изучаемых сортов – до 7,6– 8,2 т/га. Самая высокая урожайность была получена у сортов Алексeич, Таня и Елан-чик (8,1–8,2 т/га). У сорта Агрофак 100 в данном варианте также отмечен рост урожайности по сравнению со вспашкой, однако она оставалась наименьшей среди исследуемых вариантов.

Исследования в 2024 г. показали, что средняя урожайность по опыту составила 8,2 т/га (табл. 1).

Таблица 1 Урожайность сортов озимой пшеницы на фоне разных способов основной обработки почвы, т/га (2024 г.)

Table 1

Yield of winter wheat varieties under different soil treatment methods, t/ha (2024)

Способ основной обработки почвы (фактор А)	Сорт (фактор В)					Среднее по фактору A (НСР 05 = 0,1)
	1	2	3	4	5
Вспашка (к)	8,5	8,4	7,5	7,9	8,1	8,1
Комбинированный	8,9	8,8	7,7	8,1	8,6	8,4
Среднее по фактору B (НСР 05 = 0,1)	8,7	8,6	7,6	8,0	8,3	Xср. = 8,2

НСР 05 для частных средних, AB = 0,1

Примечание: 1 – Алексеич; 2 – Таня; 3 – Агрофак 100;

4 – Классика; 5 – Еланчик

Анализ влияния способов основной обработки почвы на продуктивность сортов озимой пшеницы показал, что комбинированная обработка обеспечила достоверно более высокую урожайность (8,4 т/га) по сравнению со вспашкой (8,1 т/га). Разность между этими средними является достоверной, что подтверждается значением наименьшей существенной разницы (НСР) для фактора А, равным 0,1 т/га.

Достоверные различия выявлены и между сортами (НСР 05 для фактора В = 0,1 т/га). Наибольшую урожайность показали сорта Алексеич (8,7 т/га) и Таня (8,6 т/га). Средние значения отмечены у сортов Еланчик (8,3 т/га) и Классика (8,0 т/га). Наименьшая урожайность зафиксирована у сорта Агрофак 100 (7,6 т/га).

Важным результатом является выявление взаимодействия факторов А и В (НСР 05 для частных средних и по сочетаниям AB = 0,1 т/га). Это означает, что реакция сортов на изменение способа обработки почвы была неодинаковой. Так, при сравнении вспашки и комбинированной обработки наиболее существенная прибавка урожая наблюдалась у сорта Елан-чик (с 8,1 до 8,6 т/га), в то время как у других сортов эта разница была менее выраженной.

Можно заключить, что для увеличения урожайности озимой пшеницы необ- ходимо учитывать как технологический (способ обработки почвы), так и генетический (сорт) факторы, а также специфику их взаимодействия.

Выявлено, что наибольшее влияние на урожайность сортов озимой пшеницы оказывает фактор B (сорт) – 82,5 %, что указывает на решающую роль генетических особенностей сорта в формировании продуктивности культуры (рис. 2).

Примечание: фактор А – способ основной обработки почвы; фактор В – сорт

Рисунок 2 – Доля влияния способа основной обработки почвы и сорта на уровень урожайности озимой пшеницы, % (2024 г.)

• Fig. 2    – Relative contribution of primary soil treatment methods and variety choice to winter wheat yield, % (2024)

Фактор A (способ основной обработки почвы) имеет слабое влияние, только 15,1 %, что говорит о второстепенной, но все же заметной роли данного агротехнического приема. Взаимодействие факторов A × B (AB) оказывает минимальное влияние (1,0 %) на урожайность озимой пшеницы. Следовательно, сочетание сорта и способа основной обработки почвы практически не усиливает эффект каждого из факторов по отдельности.

Урожайность озимой пшеницы в 2024 г. в основном определяется выбором сорта, тогда как способы основной обработки почвы играют вспомогательную роль, а влияние их взаимодействия и случайных факторов незначительно.

Повышение урожайности озимой пшеницы в определенных условиях в первую очередь должно базироваться на обоснованном выборе сорта, тогда как оптимизация способа обработки почвы может рассматриваться как дополнительный, уточняющий элемент технологии возделывания.

Проведенный трехлетний полевой опыт (2023–2025 гг.) позволил установить влияние способа основной обработки почвы на важнейший показатель качества зерна, а именно на массовую долю сырого протеина.

Согласно полученным данным (табл. 2), в среднем по всем изучаемым сортам комбинированная обработка почвы способствовала незначительному повышению содержания белка в зерне (13,0 %) по сравнению со вспашкой (12,9 %).

Таблица 2

Изменение содержания белка в зерне сортов озимой пшеницы под влиянием способов основной обработки почвы (2023–2025 гг.), %

Table 2 Changes in the protein content of winter wheat grains under the influence of different primary soil treatment methods (2023– 2025), %

Сорт (фактор В)	Способ основной обработки почвы (фактор А)		Среднее по фактору В
	Вспашка (к)	Комбинированная обработка
Алексеич	12,5	12,6	12,6
Таня	12,9	13,0	13,0
Агрофак 100	13,6	13,8	13,7
Классика	12,9	12,8	12,9
Еланчик	12,5	12,7	12,6
Среднее по фактору А	12,9	13,0	-

Анализ реакции отдельных сортов выявил специфику их отзывчивости на изучаемый агротехнический прием. Наиболее выраженный положительный отклик на комбинированную обработку почвы отмечен у сортов Агрофак 100 и Еланчик, у которых белковость зерна увеличилась на 0,2 %. Сорта Таня и Алексеич также показали тенденцию к росту содержания белка при минимальной обработке. В то же время у сорта Классика при комбинированной обработке содержание протеина в зерне снизилось на 0,1 % относительно вспашки.

Установлено, что способ основной обработки почвы оказывал статистически подтвержденное влияние на накопление белка в зерне озимой пшеницы, однако величина и направленность этого эффекта существенно зависели от генетических особенностей сорта. Комбинированная обработка в среднем по сортам показала небольшое преимущество, при этом максимальная положительная отзывчивость на данный способ выявлена у сортов Агрофак 100 и Еланчик. Полученные результаты подчеркивают необходимость учета сортовой специфики при разработке ресурсосберегающих технологий, направленных на сохранение или повышение качества зерна.

Полученные данные свидетельствуют о том, что фактор А не оказал существенного влияния на содержание белка в зерне озимой пшеницы. В 2025 г. средние значения при вспашке (контроль) и комбинированной обработке оказались одинаковыми и составили по 13,9 %. Различия между вариантами обработки почвы были значительно ниже величины НСР 05 для средних комбинаций факторов (0,4), что указывает на отсутствие достоверного влияния способа обработки почвы на белковость зерна (табл. 3).

Таблица 3 Содержание белка в зерне сортов озимой пшеницы в зависимости от способа основной обработки почвы (2025 г.), %

Table 3

Protein content in the grain of winter wheat varieties depending on the method of primary soil treatment (2025), %

Способ основной обработки почвы (фактор А)	Сорт (фактор В)					Среднее по фактору A (НСР 05 = 0,4)
	1	2	3	4	5
Вспашка (к)	13,3	13,7	14,8	13,9	13,7	13,9
Комбинированный	13,4	13,5	14,9	13,8	13,9	13,9
Среднее по фактору B (НСР 05 = 0,4)	13,4	13,6	14,9	13,9	13,8	Xср. = 13,9

НСР 05 для частных средних, AB = 0,5

Примечание: 1 – Алексеич; 2 – Таня; 3 – Агрофак 100;

4 – Классика; 5 – Еланчик

В то же время установлено выраженное влияние сортовых особенностей (фактор В). Среди изучаемых сортов наибольшее содержание белка в зерне отмечено у сорта Агрофак 100 – 14,9 %, что было выше значений у остальных сортов и подтверждает высокую генетическую способность этого сорта к накоплению белка в зерне независимо от применяемого способа основной обработки почвы. Сорта Алексеич, Таня, Классика и Еланчик характеризовались более низкими и близкими между собой значениями признака (13,4–13,9 %), различия между которыми находились в пределах ошибки опыта.

Анализ достоверных эффектов (А × В) не выявил существенной дифференциации сортов в зависимости от агроприема. Различия по содержанию белка в зерне у одного и того же сорта между вариантами основной обработки почвы не превышали 0,1–0,2 %, что ниже величины НСР 05 для частных средних. Это свидетельствует о стабильном проявлении признака у сортов и об отсутствии специфической сортовой реакции на способы основной обработки почвы.

Установлено, что в засушливый период вегетации содержание белка в зерне озимой пшеницы детерминируется преимущественно генотипическими особенностями, тогда как влияние агротехнических приемов носит подчиненный характер. В условиях недостаточного увлажнения применение комбинированной обработки может рассматриваться как равноценная альтернатива традиционной вспашке, не ухудшающая качество зерна по показателю белковости. Особенно перспективным для получения зерна с повышенным содержанием белка является сорт Агрофак 100.

На рисунке 3 изображена диаграмма, иллюстрирующая содержание сырой клейковины в зерне (в %) пяти сортов озимой пшеницы при двух различных способах основной обработки почвы.

Установлено, что содержание клейковины в зерне сортов озимой пшеницы варьировало в пределах 22–27 % в зависимости от сорта и способа основной обработки почвы.

К омбнннрованнын (поверхностный)

□Алексеич ПТаня И Агрофак 100 □Классика ИЕланчнк

Рисунок 3 – Массовая доля сырой клейковины в зерне сортов озимой пшеницы в зависимости от способов основной обработки почвы, % (среднее 2023–2025 гг.)

• Fig. 3    – Mass fraction of raw gluten in the grains of winter wheat varieties depending on primary soil treatment methods, % (average for 2023–2025)

В варианте вспашка (к) наибольшие значения содержания клейковины отмечены у сортов Агрофак 100 и Классика, что свидетельствует о более высокой их способности формировать качественные показатели зерна. Сорта Алексеич и Елан-чик характеризовались более низкими, но сопоставимыми значениями (24–25 %), тогда как у сорта Таня уровень клейковины был минимальным (22–23 %).

В варианте с комбинированной основной обработкой почвы сохранялась общая тенденция сортовых различий. Максимальные показатели вновь отмечены у сортов Агрофак 100 и Классика (25–26 %), минимальные – у сорта Таня (22–23 %). В целом при комбинированной обработке наблюдалось незначительное снижение содержания клейковины по сравнению со вспашкой у большинства сортов. Полученные результаты указывают на выраженное влияние как генотипа, так и агротехнического приема на формирование показателей качества зерна.

В целом различия между способами основной обработки почвы были минималь- ными. Так, в 2025 г. в варианте со вспашкой среднее содержание клейковины составило 27,5 %, в варианте с комбинированной обработкой – 27,6 % (табл. 4).

Таблица 4

Содержание клейковины в зерне сортов озимой пшеницы при разных способах основной обработки почвы (2025 г.), %

Table 4

Gluten content in the grain of winter wheat varieties under different primary soil treatment methods (2025), %
Способ основной обработки почвы (фактор А)	Сорт (фактор В)					Среднее по фактору A (НСР 05 = 0,3)
	1	2	3	4	5
Вспашка (к)	27,5	22,9	30,1	29,2	28,0	27,5
Комбинированный	28,2	22,7	30,1	29,0	28,1	27,6
Среднее по фактору B (НСР 05 = 0,4)	27,8	22,8	30,1	29,1	28,1	Xср. = 27,6

НСР 05 для частных средних, AB = 0,5

Примечание: 1 – Алексеич; 2 – Таня; 3 – Агрофак 100; 4 – Классика; 5 – Еланчик

Разница между средними значениями по фактору А не превышала значения НСР 05 , что свидетельствует об отсутствии статистически достоверного влияния способа основной обработки почвы на накопление клейковины в условиях 2025 г. Засушливые условия этого года, вероятно, нивелировали потенциальные преимущества отдельных технологий обработки за счет ограниченной влагообеспеченности посевов.

Сортовые различия (фактор В) были выражены значительно сильнее и носили устойчивый характер независимо от способа основной обработки почвы. Максимальное содержание клейковины отмечено у сортов Агрофак 100 (30,1 %) и Классика (29,1 %), несколько ниже показатель был у сортов Еланчик (28,1 %) и Алексеич (27,8 %). Минимальное содержание клейковины выявлено у сорта Таня (22,8 %), что достоверно ниже по сравнению с остальными сортами и превышает НСР 05 для фактора В. Это указывает на ведущую роль генотипа в формировании качества зерна в засушливых условиях года.

Взаимодействие факторов «способ обработки почвы × сорт» выражено слабо, так как значения содержания клейковины у каждого сорта практически не изменялись в зависимости от способа обработки почвы (различия не превышали НСР 05 для частных средних, AB).

В условиях засушливого 2025 г. определяющим фактором формирования содержания клейковины в зерне озимой пшеницы являлись сортовые особенности, тогда как влияние способа основной обработки почвы было статистически недостоверным. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности подбора сортов с высоким потенциалом качества зерна (Агрофак 100, Классика) при возделывании озимой пшеницы в условиях недостаточного увлажнения, поскольку способы основной обработки почвы в меньшей степени компенсируют негативное влияние дефицита влаги на белково-клейковинный комплекс зерна.

Полученные данные имеют практическое значение для оптимизации элементов технологии возделывания озимой пшеницы, направленной на улучшение ее хлебопекарных свойств.

Заключение . Комбинированный способ основной обработки почвы обеспечивал прибавку урожайности по сравнению с традиционной вспашкой в среднем на 0,2–0,4 т/га, что свидетельствует о его более высокой эффективности и в то же время лучшей адаптивности сортов озимой пшеницы к условиям возделывания. Максимальная урожайность при этом получена у сортов Алексeич, Таня и Еланчик (8,1–8,2 т/га).

Дисперсионный анализ подтвердил, что определяющее влияние на урожайность озимой пшеницы оказывает фактор B (сорт ) , доля которого в общей вариации признака составляет 82,5 %. Фактор A (способ основной обработки почвы ) оказывает меньшее влияние (15,1 %), что указывает на его второстепенное значение по сравнению с сортовыми особенностями.

Установлено, что способ основной обработки почвы оказывал статистически подтвержденное влияние на содержание белка в зерне озимой пшеницы, однако величина и направленность этого эффекта существенно зависели от особенностей сорта. Комбинированная обработка в среднем по сортам показала преимущество, при этом максимальная положительная отзывчивость выявлена у сортов Елан-чик и высокобелкового Агрофак 100.

В условиях засушливого 2025 г. определяющим фактором формирования содержания клейковины в зерне озимой пшеницы являлись сортовые особенности, тогда как влияние способа основной обработки почвы было статистически недостоверным. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности подбора сортов с высоким потенциалом качества зерна (Агрофак 100, Классика) при возделывании озимой пшеницы в условиях недостаточного увлажнения.