Удобрение твердой яровой пшеницы на черноземе

 

 

Донской ордена трудового красного знамени государственный аграрный университет

 

 

 

                                                                                                   На правах рукописи

 

 

Ганжин Андрей Егорович

 

 

 

Удобрение твердой яровой пшеницы на

черноземе ОБЫКНОВЕННОМ

 

 

 

 

 

 

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

 

 

 

 

 

 

                                            Научный руководитель: доктор

                                                           сельскохозяйственных наук, профессор,

                                             заслуженный деятель науки РФ,

 

 

 

              Агафонов Е.В.

 

 

 

 

 

 

 

п. Персиановский - 2012

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………..4

1. Обзор литературы………………………………………………………...7

       1.1 Биологические особенности яровой пшеницы и

             её требования к внешним условиям…………………………………….7

       1.2 Особенности минерального питания яровой пшеницы……………...10

       1.3. Опыт применения удобрений под яровую пшеницу………………...16

       1.4. Влияние удобрений на качество зерна яровой пшеницы……………22

 

2. Цель, задачи, методика  и условия проведения исследований……………………………………………………………....31

       2.1. Цель и задачи исследований………………………………………..…31

       2.2. Методика исследований………………………………………………..32

       2.3. Условия проведения исследований………………………………...…33

          2.3.1. Почва………………………………………………………………...33

          2.3.2. Климат региона и погодные условия в годы исследований……..35

 

3. Водный пищевой  режим почвы под яровой пшеницей....40

     3.1. Динамика продуктивной влаги в почве……………………………....40

       3.2. Содержание доступных форм азота, фосфора и калия в почве под твердой яровой пшеницей……………………………………………………..45

          3.2.1. Динамика нитратного азота в почве……………………………....45

          3.2.2. Динамика  подвижного фосфора в почве………………………….52

          3.2.3. Динамика  подвижного калия в почве……………………………..55

 

формирование вегетативной массы и потребление NРК растениями яровой пшеницы………………………………………..59

       4.1. Влияние удобрений на формирование вегетативной массы растений  

              яровой пшеницы………………………………………………………..59

       4.2. Влияние удобрений на содержание элементов питания в растениях

              яровой пшеницы………………………………………………………..66

 

 

5.Влияние удобрений на урожайность яровой пшеницы…74

       5.1. Урожайность  сортов твердой яровой пшеницы Новодонская

               и Вольнодонская……………………………………………………….74

       5.2. Структура  урожайности твердой яровой пшеницы……………….....86

       5.3. Зависимость эффективности удобрений на яровой пшенице от 

              содержания питательных веществ  в почве…………………………..97

          5.3.1. Действие  азотных удобрений на урожайность  пшеницы в 

                    зависимости от содержания  N-NO3   в почве……………………97

          5.3.2. Связь эффекта от фосфорных удобрений на пшенице с      

                    содержанием подвижного фосфора в почве…………………….103

          5.3.3.Влияние калия на урожайность яровой пшеницы и обеспеченность                                                

                  почвы обменным калием…………………………………………..107

 

6. Качество зерна  яровой пшеницы……………………………….110

       6.1. Белковость зерна твердой яровой пшеницы……….......................110

       6.2. Содержание  клейковины в зерне яровой пшеницы………………...117

       6.3. Стекловидность  зерна яровой пшеницы…………………………….121

 

7. Экономическая эффективность  применения удобрений на твердой яровой пшенице………………………………………...123

 

Выводы ……………………………………………………………………..130

 

предложения производству……………………………………….132

 

Литература………………………………………………………………….133

 

Приложения………………………………………………………………...150

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Яровая пшеница - одна из наиболее ценных продовольственных культур. Ее зерно характеризуется высоким (18-24%) содержанием белка и отличными хлебопекарными качествами. Из муки мягкой пшеницы выпекают высококачественный хлеб, а из твердой изготавливают манную крупу и макаронные изделия: лапшу, вермишель, макароны. Характерная особенность твердой пшеницы — высокая стекловидность. Твердый и плотный эндосперм с высоким содержанием белка и клейковины обеспечивает большой выход крупок, их хорошие технологические качества, выход муки у твердой пшеницы достигает 76-80%. Изготавливаемые макаронные изделия из твердой пшеницы имеют высокую питательную ценность, отличаются устойчивым желто-янтарным цветом, обусловленным высоким содержанием в эндосперме желтых пигментов - каратиноидов. Муку из зерна твердой пшеницы также используют в хлебопечении в качестве улучшителя.

Несмотря на относительно небольшую потребность отечественных производителей макаронных изделий в основном исходном сырье — в зерне твердой пшеницы, которая составляет примерно 1,8 млн. т. в год, даже в самые урожайные годы эта потребность не удовлетворялась полностью. В среднем отечественное сельское хозяйство обеспечивает потребность макаронной отрасли России в зерне твердой пшеницы только на 20-30%. Недостаточное производство высококачественного зерна твердой пшеницы привело к тому, что макароны и другие прессованные изделия, а также крупы в настоящее время изготавливается в большей степени из зерна мягкой пшеницы, что значительно снижает их питательные и вкусовые качества Крупные производители макаронных изделий вынуждены закупать высококачественное зерно твердой пшеницы или продукты его переработки за рубежом, основными странами экспортерами являются Канада и Италия.

Более низкая урожайность по сравнению с мягкой пшеницей и существующие закупочные цены делают производство зерна твердой пшеницы в России экономически слабо привлекательным. Перспективным решением этих проблем является расширение посевных площадей твердой яровой пшеницы, внедрение новых сортов адаптированных к конкретным условиям региона, разработка сортовой агротехники.

Основные районы ее возделывания — Поволжье и Урал. В Ростовской области под посевы яровой пшеницы отводится 20-40 тыс. га. Средняя   урожайность   яровой   пшеницы   сравнительно   невысока и составляет 1,5т/га.

Актуальность исследований. Недостаточное производство высококачественного зерна твердой яровой пшеницы в нашей стране, слабая обеспеченность макаронной промышленности отечественным сырьем, ограниченные площади посевов яровой пшеницы в Ростовской области из-за низкой урожайности обуславливает необходимость внедрения в производство  новых сортов  твердой яровой пшеницы, обладающих большими потенциальными возможностями, и разработки интенсивных технологии их возделывания.

В связи с этим изучение особенностей минерального питания нового сорта яровой пшеницы донской селекции Донская Элегия и разработка системы удобрения является актуальной темой научных исследований.

     Научная новизна. Впервые в Ростовской области на черноземе обыкновенном изучены особенности питания нового сорта твердой яровой пшеницы Донская Элегия. Определенно влияние азотных, фосфорных, калийных удобрений и их сочетаний на урожайность и качественные характеристики зерна пшеницы.

Выявлены зависимости действия удобрений на продуктивность твердой яровой пшеницы от содержания подвижных форм питательных веществ в почве и условий влагообеспеченности. Определена экономическая эффективность применения минеральных удобрений под твердую яровую пшеницу.

 

 

1. Обзор литературы

1.1 Биологические особенности и требования яровой

пшеницы к внешним условиям

Большая часть пшеницы во всем мире относится к обыкновенному или гексаплоидному типу, известному под ботаническим названием пшеница мягкая или хлебная (Triticum aestivum), дающая муку высоких хлебопекарных качеств (сорта сильных и ценных пшениц).

Твердая пшеница (Triticum durum) – тетраплоидный тип, ее называют макаронной, отличается повышенным содержанием белка в зерне и особенно пригодна для приготовления макаронных изделий (Ю.В. Колмаков, В.И. Капис., 2004; Г.С. Посыпанов., 2006; Г.Г. Гатаулина и др., 2007).

Яровая пшеница предъявляет повышенные требования к условиям произрастания. Это связано в первую очередь с ее биологическими особенностями.

Яровая твердая пшеница культура жаркого климата и сухих степей, т.е. она предъявляет повышенные требования к температурному режиму, наличию почвенной влаги, доступных элементов минерального питания (А.А. Наливкин., 1953, Ю. П .Ковырялов., 1985; И.П. Фирсов и др., 2006).

Сорта и гибриды с высокой потенциальной продуктивностью, как правило, менее устойчивы к погодной нестабильности, им свойственна высокая требовательность к уровню агротехники и более высокая вариабельность величины и качества урожая в неблагоприятных условиях внешней среды (Жученко, 1990). Высокая экологическая устойчивость видов и сортов растений в большинстве случаев сочетается с весьма низкой их продуктивностью (P.I. Kuiper, 1984)

По требовательности к теплу яровая пшеница относится к холодостойким культурам. В различные периоды онтогенеза требования ее к температурному режиму неодинаковые. Семена могут прорастать при +1-+20С, но в этих условиях прорастают медленно. Повышение температуры до определенного предела ускоряет этот процесс.  При дальнейшем повышении температуры свыше 250С прорастание семян замедляется. Сумма активных температур за период  посев – всходы составляет 100-1300С.

Посевы могут переносить кратковременные заморозки, от начала всходов до 2-го листа. В фазу кущения яровой пшеницы оптимальная температура около +10 - +120С. Пониженная температура в этот период способствует лучшему укоренению растений, интенсивней образуются и развиваются узловые корни и боковые побеги. В фазе колошения и налива зерна – более благоприятная температура 16-230С, в это время высокие температура воздуха особенно губительны – при +38-400С через 10-17 часов наступает паралич устьиц листа. При созревании оптимальная температура воздуха – около 20-250С. Сумма активных температур за период всходы – колошение составляет 800-9000С, а колошение – созревание – 600-7000С (П.М. Фокеев., 1961; П.П. Вавилов, 1986; Г.С. Посыпанов и др.,1997; В.А.Федотов 1998).

Яровая пшеница влаголюбива. Наиболее благоприятной для растений является влажность почвы в пределах 70-75% наименьшей влагоемкости. Транспирационный коэффициент пшеницы мягкой – 415, твердой – 406. В разные фазы своего роста и развития яровая пшеница предъявляет и разные требования к влаге. Потребление воды по фазам развития распределяется примерно следующим образом: в период всходов 5-7%, в фазе кущения 15-20%, выхода в трубку и колошение 50-60%, в фазе молочной спелости 20-30%, а в восковой спелости 3-5% от общего потребления воды за весь вегетационный период (П.П. Вавилов, 1986).

Урожайность яровой пшеницы очень сильно зависит от развития узловых корней, которые формируются в фазу кущения во влажной почве. Если в фазу кущения верхний слой почвы был сухим, то пшеница может не сформировать вторичную корневую систему, так как в фазу трубкования корни из узла кущения почти не образуются. (П.М. Фокеев, 1961; П.П.Вавилов 1983; В.А.Федотов, 1998).  В фазу кущения начинается «критический» период в потреблении влаги растениями, который продолжается и в период трубкования – колошения (Ю.Б. Коновалов, В.С. Рубец 1997).

Наибольшая потребность во влаге наблюдается в период – выход в трубку – колошение, а так же – формирование и налив зерна. При недостатке влаги пшеница ускоренно переходит от одной фазы развития к другой. Замедляет рост биомассы растений, снижает озерненность колоса и увеличивает количество бесплодных колосков. Корневая система твердой пшеницы к концу колошения и началу налива зерна составляет около 80% корневой массы мягкой пшеницы. Корни твердой пшеницы превосходят по глубине  проникновения корни мягкой, но значительно уступают последней по общей длине и массе корней. Эти различия в значительной степени обуславливают меньшую сопротивляемость твердой пшеницы к почвенной засухе. Твердая пшеница лучше переносит воздушную засуху, особенно в период формирования и налива зерна, что обусловлено морфологическими особенностями  - длинные ости (П.М. Фокеев, 1961; А.И. Носатовский 1965; Н. А. Майсурян и др., 1971; П.П.Вавилов 1983; В.А. Кумаков 1988; В.А. Федотов, 1998; В.А. Шевченко, 2002).

По мнению В.А. Кумакова и др. (1994), снижение продуктивности колоса пшеницы в условиях засухи объясняется не с уменьшением потока пластических веществ к наливающемуся зерну, а скорее, с прямым влиянием обезвоживания и высокой температуры на развивающиеся зерновки.

Важным достоинством твердой пшеницы является ее устойчивость к осыпанию. Лучшая сопротивляемость болезням и вредителям (ржавчина, мучнистая роса, пыльная головня, гессенская муха). Однако по сравнению с мягкой пшеницей более требовательна к почве и климату, особенно к условиям увлажнения, менее устойчива к почвенной засухе, но лучше  переносит воздушную засуху и высокую температуру  (Д. Шпаар и др., 2000; Н.Н. Третьяков и др., 2008).