Влияние уровней химизации на урожайность и качество зерна районированных сортов яровой пшеницы в лесостепи Иркутской области

Введение. Яровая пшеница – самая распространённая зерновая культура в нашей стране, в том числе в Прибайкалье. Однако в условиях Иркутской области её урожайность и особенно качество зерна находятся не на высоком уровне. Полученную продукцию данной культуры в основном используют для кормления животных, а на продовольственные цели завозят из других регионов страны [1–3].

В настоящее время назрела объективная необходимость в проведении исследований по оценке сортов яровой пшеницы и разработке элементов технологии их возделывания, позволяющих в местных природно-климатических условиях формировать высокопродуктивные посевы качественного зерна [4].

Самым доступным и экономически эффективным источником повышения урожайности и качества зерна пшеницы является использование для посева новых, наиболее продуктивных сортов, адаптированных к местным условиям [5]. Генетический потенциал того или иного сорта пшеницы полнее раскрывается в жёстких природно-климатических условиях аграрного региона при различных факторах воздействия на культуру [6].

Многие исследователи отмечают, что в формировании урожая пшеницы важную роль играют основные элементы технологии её возделывания: предшественники, нормы высева, сроки посева, дозы минеральных удобрений и другие [7].

Научными исследованиями и производственной практикой установлено, что урожайность и качество зерна пшеницы в условиях Восточной Сибири в значительной степени зависят от применения минеральных удобрений и гербицидов [8]. Однако конкретных рекомендаций по применению средств химизации при возделывании районированных сортов пшеницы в Иркутской области не разработано.

Цель исследований . Выявить зависимость между уровнями химизации при возделывании сортов яровой пшеницы, их урожайностью и качеством зерна в условиях лесостепной зоны Иркутской области.

В данной работе приводятся промежуточные результаты исследований по изучению влияния уровней химизации (минеральных удобрений и гербицидов) на продуктивность и качество зерна районированных сортов яровой пшеницы.

Условия, объекты и методы. Исследования проводились на опытном поле Иркутского НИИСХ в 2016–2018 годах. Полевые опыты закладывались по чистому пару во второй декаде мая.

Почва опытного участка серая лесная, по гранулометрическому составу тяжёлосуглинистая со следующими агрохимическими показателями пахотного слоя 0–20 см: содержание гумуса 4,3–4,9 % (по Тюрину, ГОСТ 23740-79); валовые запасы азота 0,27 % (по Гинзбургу), Р 2 О 5 – 10,4–11,6 и К 2 О – 8,6–9,8 мг/100 г почвы (по Кирсанову); реакция почвенного раствора кислая, рН солевой вытяжки – 4,5–4,9 (по Аля-мовскому); сумма поглощённых оснований 22,1– 24,8 мг-экв/100 г (по Каппену), степень насыщенности основаниями – 69,3–78,4 %.

На опытном участке применялась принятая в лесостепной зоне региона агротехника. На паровом поле в третьей декаде мая проводилась обработка почвы дискатором, в течение лета – три послойные культивации, в конце августа – вспашка на глубину пахотного слоя почвы. Ранней весной проводилось боронование в два следа и одна предпосевная обработка.

Минеральные удобрения вносились перед посевом сеялкой СЗП-3,6. Доза 60 кг д.в. на 1 гектар комплексного минерального удобрения (диаммофоска, включающая в состав 10 % азота и по 26 % фосфора и калия, и аммиачная селитра для сбалансированного азотного питания) в посевах пшеницы применялась на планируемый урожай. Семена перед посевом протравливались препаратом Виал ТрасТ, ВСК с нормой 0,4 л/т.

Разновидность сорных растений на опытном участке представлена однолетними двудоль- ными: щетинник сизый (Setaria glauca L. Beauv.), дымянка аптечная (Fumaria officinalis L.), сурепка (Barbarea vulgaris), пикульник обыкновенный (Galeopsis tetrahit), марь белая (Chenopodium album), горец земноводный (Polygonum amphibium), звездчатка злаковидная (Stellaria graminea), торица полевая (Spergula arvensis), аистник (Erodium), осот жёлтый (Sonchus arvensis L.), звездчатка средняя (мокрица) (Stellaria media); а также однолетним злаковым – просо сорное (Echinóchloa crus-gálli) и многолетним двудольным – бодяк полевой (Cirsium arvense L.). Исходя из смешанного типа засорения, в посевах применялась баковая смесь гербицидов Супер стар, ВГД 0,025 кг/га + Ластик ТОП, МКЭ – 0,4 л/га ранцевым опрыскивателем.

В качестве объектов исследования для посева использовались районированные сорта яровой пшеницы. Из Госреестра РФ, включающего для использования в производстве нашего региона 13 сортов яровой пшеницы, отобраны для исследования шесть. Все они интенсивного типа, допущены к использованию в ВосточноСибирском регионе, но относятся к разным группам спелости: раннеспелые – Ирень (Уральский НИИСХ) и Новосибирская 15 (Сибирский НИИСХ), среднеранние – Тулунская 11 (st), Памяти Юдина и Юната (Иркутский НИИСХ) и среднепоздний – Бурятская остистая (Бурятский НИИСХ) [9].

Изучение сортов проводилось на четырёх уровнях химизации: контроль (без удобрений и гербицидов), гербициды без удобрений, удобрения без гербицидов и гербициды совместно с удобрениями.

Учётная площадь делянок – 52,5 м2, повторность трёхкратная.

Наблюдения и учёты проводились по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [10]. Анализ почвенных образцов и качества зерна определяли в лаборатории агрохимического анализа по общепринятым методикам.

Учёты урожая проводились в фазе полного созревания пшеницы комбайном Sampo 500. Урожайность зерна приводилась к стандартной 14 %-й влажности и 100 %-й чистоте. Полученные результаты обрабатывали методом дисперсионного анализа [11].

Обстановка с климатом за последние годы становится всё более непредсказуемой, аномальной и экстремальной, что выражается в усилении засушливости не только первого, но и последующих периодов продуктивного развития растений [2]. Погодные условия в годы проведения исследований были неодинаковыми. Безморозный период в среднем за три года составил 115 дней, среднемноголетнее значение по этому показателю – 98 дней. Сумма положительных температур воздуха выше 0 °С – 2330,2 °С, среднемноголетнее – 1875 °С. Сумма эффективных температур воздуха выше 5 °С – 2303,6 °С, среднемноголетнее – 1838 °С. Сумма активных температур воздуха выше 10 °С – 2086,7 °С, среднемноголетнее значение – 1637 °С.

В 2016 году за вегетационный период сумма активных температур превысила среднемноголетние показатели на 486,4 оС. В 2017, 2018 годах лето было жаркое и засушливое. Сильный недостаток влаги в июне и июле негативно ска- зался на росте и развитии растений в течение первого месяца вегетации во время фаз всходов и кущения, а также последующих периодов трубкообразования и колошения. Это выразилось в угнетённости роста стебля в высоту и слабой сформированности колоса с малым числом колосков и зёрен в них, незначительной массой семян в колосе и их невыполненности. Однако более позднеспелые сорта (Бурятская остистая) имеют показатели элементов структуры урожая выше по сравнению с другими за счёт генетических особенностей сорта, выведенного для засушливых условий Бурятии.

Результаты исследований и их обсуждение. Минеральные удобрения и гербициды оказывали значительное влияние на рост и развитие растений пшеницы, но по-разному воздействовали на урожайность и показатели качества зерна в зависимости от сорта пшеницы.

В таблице 1 представлены данные урожайности зерна исследуемых сортов яровой пшеницы.

Таблица 1

Сорт	Контроль	Гербициды	N 60 P 60 K 60	N 60 P 60 K 60 + гербициды
Тулунская 11 (st)	1,87	1,58	1,63	2,56
Ирень	1,34	1,32	1,53	1,85
Бурятская остистая	2,61	2,63	2,90	3,20
Памяти Юдина	1,25	1,24	1,62	1,04
Юната	0,91	1,46	2,27	2,11
Новосибирская 15	1,12	1,78	1,99	1,93

Примечание . НСР 05 = 0,25.

Урожайность зерна районированных сортов яровой пшеницы (среднее за 2016–2018 гг.), т/га

Четыре сорта из шести максимально отозвались на уровень химизации N60P60K60 + гербициды повышением продуктивности на величину от 18,4 (Бурятская остистая) до 56,9 % (Юната) по сравнению с контролем. Два сорта – Памяти Юдина и Новосибирская 15 – дали прибавку урожайности на 22,8 и 43,7 % соответственно после внесения только N60P60K60. Если сорт Новосибирская 15 одинаково хорошо проявил себя по этому показателю в двух последних вариантах, то сорт Памяти Юдина при совместном применении удобрений и гербицидов, напротив, снизил продуктивность зерна на 16,8 %. В варианте с применением только гербицидов один сорт Юната обеспечил прибавку урожайности 37,7 % по отношению к контрольному варианту.

По содержанию белка сорт Новосибирская 15 превзошёл остальные изучаемые сорта по всем вариантам опытов (табл. 2). У трёх сортов – Юната, Тулунская 11 и Ирень – белка максимально содержится в варианте N 60 P 60 K 60 + гербициды (15,5, 15,7 и 16,6 % соответственно), а у Бурятской остистой (15,5 %) и Памяти Юдина (16,4 %) – при уровне химизации N 60 P 60 K 60 . Однако в сравнении с контролем общее повышение данного показателя у всех сортов незначительно.

Таблица 2

Массовая доля белка в зерне районированных сортов яровой пшеницы (среднее за 2016–2018 гг.), %

Сорт	Контроль	Гербициды	N 60 P 60 K 60	N 60 P 60 K 60 + гербициды
Тулунская 11 (st)	14,8	13,7	15,6	15,7
Ирень	15,5	14,3	15,7	16,6
Бурятская остистая	13,5	14,6	15,5	15,3
Памяти Юдина	15,3	14,5	16,4	16,3
Юната	14,2	14,6	15,4	15,5
Новосибирская 15	16,2	15,8	17,4	17,4

По содержанию клейковины в зерне максимальный рост в сравнении с контрольным вариантом обеспечил уровень химизации N60P60K60, немного меньше – N60P60K60 + гербициды (табл. 3). Гербициды в чистом виде негативно сказались на всех сортах по данному показателю. Выше всех на контроле и в варианте N60P60K60 процент клейковины продемонстрировал сорт Новосибирская 15 (38,1 и 41,5 % соответственно), но в совместном применении с гербицидами остался на уровне контроля. У сорта Бурятская остистая произошло падение клейковины с 37,6 % на контроле до 36,3 % с применением N60P60K60 и особенно до 30,3 % с добавлением к удобрениям гербицидов. Для сорта Памяти Юдина, напротив, количество клейковины в зерне возросло с 33,2 % на контроле до 40,2 % при внесении N60P60K60.

Таблица 3

Содержание клейковины в зерне районированных сортов яровой пшеницы (среднее за 2016–2018 гг.), %

Сорт	Контроль	Гербициды	N 60 P 60 K 60	N 60 P 60 K 60 + гербициды
Тулунская 11 (st)	26,2	24,2	34,6	31,5
Ирень	29,9	27,6	34,5	34,6
Бурятская остистая	37,6	28,0	36,3	30,3
Памяти Юдина	33,2	28,5	40,2	33,9
Юната	32,1	26,9	33,1	30,1
Новосибирская 15	38,1	32,7	41,5	38,1

Качество клейковины зерна исследуемых сортов оптимально высоким оказалось в варианте с применением N 60 P 60 K 60. К I группе качества (хорошая) можно отнести клейковину зерна сорта Тулунская 11 с показателем 44 ед. шк. ИДК, ко II группе (удовлетворительно крепкая) – сорта Ирень (27), Бурятская остистая (35), Юна-та (37) и Памяти Юдина (42), к III группе (неудовлетворительно крепкая) – сорт Новосибирская 15 (15).

Стекловидность зерна самой высокой оказалась у сорта Юната (62,1 % на контроле) с небольшой прибавкой до 64,3 % при использовании только удобрений, с добавлением к ним гербицидов этот показатель резко падает до 42 %. Остальные сорта по всем уровням химизации не превзошли контрольный вариант, а ухудшили его показатель (табл. 4).

Стекловидность зерна районированных сортов яровой пшеницы (среднее за 2016–2018 гг.), %

Таблица 4

Сорт	Контроль	Гербициды	N 60 P 60 K 60	N 60 P 60 K 60 + гербициды
Тулунская 11 (st)	40,4	35,0	39,5	37,3
Ирень	48,5	36,8	37,4	38,0
Бурятская остистая	43,8	37,0	37,2	37,0
Памяти Юдина	49,5	36,4	42,0	37,0
Юната	62,1	42,1	64,3	42,0
Новосибирская 15	44,5	35,7	41,9	36,2

Натурная масса всех изучаемых сортов превышала базисную (750 г/л), особенно у сортов Ирень на контроле (790 г/л) и Тулунская 11 (800 г/л) с внесением N60P60K60 (табл. 5). Наибольшая прибавка (19 г/л) по данному показателю отмечена у сорта Бурятская остистая между контролем и N60P60K60. Остальные сорта проявили меньшую отзывчивость на применение уровней химиза- ции, особенно на удобрения с гербицидами. Применение гербицидов в чистом виде способствовало повышению натуры зерна только для сорта Бурятская остистая, у всех прочих сортов вес 1 л зерна уменьшился. Хуже всех на чистые гербициды отозвался сорт Новосибирская 15 (735 г/л).

Таблица 5

Сорт	Контроль	Гербициды	N 60 P 60 K 60	N 60 P 60 K 60 + гербициды
Тулунская 11 (st)	781,9	775,6	800,3	790,3
Ирень	790,4	778,5	794,1	769,5
Бурятская остистая	765,9	781,7	784,6	780,0
Памяти Юдина	775,3	769,7	784,8	758,0
Юната	763,0	740,3	757,6	738,0
Новосибирская 15	759,3	735,2	764,3	743,8

Натурная масса зерна районированных сортов яровой пшеницы (среднее за 2016–2018 гг.), г

Анализ массы 1000 зёрен выявил, что по принятой группировке она является высокой (более 30 г). Наиболее крупное зерно из контрольного варианта получено у сортов Юната – 38,2 г и Бурятская остистая – 35,9 г, но у последней прибавка при внесении дозы минеральных удобрений N60P60K60 совместно с гербицидами составила 6,3 г в сравнении с контролем, а у Юнаты – на 2,1 г меньше. В целом каждый последующий уровень химизации повыша- ет показатель массы 1000 зёрен по всем сортам (табл. 6).

Таким образом, разные сорта пшеницы показали неодинаковую отзывчивость на уровни химизации. Выявленные закономерности, на наш взгляд, обусловлены, во-первых, недостаточной степенью увлажнения первой половины вегетационного периода, во-вторых, генетическим потенциалом и разной скороспелостью исследуемых сортов.

Масса 1000 зёрен районированных сортов яровой пшеницы (среднее за 2016–2018 гг.), г

Таблица 6

Сорт	Контроль	Гербициды	N 60 P 60 K 60	N 60 P 60 K 60 + гербициды
Тулунская 11 (st)	33,6	34,4	35,9	37,3
Ирень	34,6	37,8	35,8	37,6
Бурятская остистая	35,9	37,8	40,9	42,2
Памяти Юдина	31,8	33,7	33,9	35,4
Юната	38,2	40,1	41,8	42,4
Новосибирская 15	32,1	33,4	37,1	37,6

Выводы

• 1.    Различная отзывчивость представленных сортов яровой пшеницы по урожайности и качеству зерна на применение уровней химизации в засушливых условиях вегетационных периодов 2016–2018 годов объясняется генетическими особенностями данных сортов и принадлежностью их к разным группам спелости.

• 2.    Уровень химизации N 60 P 60 K 60 + гербициды оказал влияние на повышение урожайности сортов пшеницы Бурятская остистая и Юната. Внесение N 60 P 60 K 60 без гербицидов обеспечивает увеличение продуктивности сортов Памяти Юдина и Новосибирская 15.

• 3.    Массовая доля белка в зерне сортов яровой пшеницы в вариантах с химизацией имеет статистически незначимую прибавку. Сорт Новосибирская 15 превзошёл остальные сорта по всем вариантам опыта. У сортов Юна-та, Тулунская 11 и Ирень белок максимально содержится в варианте N 60 P 60 K 60 + гербициды, а у сортов Бурятская остистая и Памяти Юдина – на уровне химизации N 60 P 60 K 60 .

• 4.    Содержание и качество клейковины зерна исследуемых сортов яровой пшеницы наибольшие при уровне химизации N 60 P 60 K 60. Наибольшее значение данного показателя продемонстрировал сорт Новосибирская 15 на контроле и в варианте N 60 P 60 K 60 . Гербициды в чистом виде негативно воздействуют на содержание клейковины. Сорт Бурятская остистая резко снизил этот показатель при внесении N 60 P 60 K 60 с гербицидами и особенно под воздействием одних гербицидов. Самое высокое качество клейковины зерна всех сортов отмечено в варианте с применением N 60 P 60 K 60.

• 5.    Стекловидность зерна самой высокой оказалась у сорта Юната при внесении N 60 P 60 K 60 , однако добавление гербицидов резко снижает данный показатель. Остальные сорта по всем уровням химизации ухудшили показатель стекловидности по сравнению с контролем.

• 6.    Сорта пшеницы Ирень и Тулунская 11 показали натурную массу выше базисной. Наибольшая прибавка отмечена у сорта Бурятская остистая между контролем и N 60 P 60 K 60 . Хуже всех на вариант с чистыми гербицидами отозвался сорт Новосибирская 15.

• 7.    По всем изучаемым сортам отмечено последовательное увеличение массы 1000 зёрен по уровням химизации. Наиболее крупное зерно из контрольного варианта получено у сортов Юната и Бурятская остистая, увеличивших данный показатель при совместном применении удобрений и гербицидов.