Вид изменчивости урожайность озимой пшеницы

Обновлено: 15.09.2024

В статье дана оценка перспективным сортам озимой пшеницы по урожайности, экологической стабильности и пластичности. По результатам оценки урожайности сортов озимой пшеницы на территории Кемеровской области установлено, что в среднем по изучаемым сортам урожайность за 2008–2012 гг. составила 26,6 ц/га (V=47,3 %). Варьирование урожайности озимой пшеницы по годам находится в пределах от 7,0 до 63,4 ц/га. Разность урожайности между годами составила 56,1 ц/га, между сортами – 10,8. Установлено, что определяющим фактором при формировании продуктивности являются условия года (92 %), на долю сорта приходится 4,2 %. На основании проведенных исследований выделен сорт селекции ГНУ СИБНИИРС Россельхозакадемии, обладающий высокой пластичностью, стабильностью в условиях лесостепи Кемеровской области. Наиболее стабильным и пластичным оказался сорт Новосибирская 51, об этом говорят следующие показатели: низкий коэффициент вариации (19 %), высокая гомеостатичность (38,1) и стрессоустойчивость (У2 У1=-6,2). Среднеспелый сорт мягкой озимой пшеницы Новосибирская 51 показал себя как наиболее адаптивный к условиям возделывания в данной экологической нише.

1. Волкова, Л.В. Пластичность и стабильность сортов селекционных форм яровой пшеницы по критериям продуктивности и качества зерна / Л.В. Волкова, В.М. Бебякин, И.В. Лыскова // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2010. – № 1. – С. 3-5.

2. Гончаренко, А.А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур / А.А. Гончаренко // Вестник Россельхозакадемии. – 2005. – № 6 – С. 49-53.

3. Гончаренко, А.А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур / А.А. Гончаренко // Вестник Россельхозакадемии. – 2005. – № 6. – С. 49-53.

5. ГОСТ 26204-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО. Технические условия. – Введ. 30-06-1993. – М.: Издательство стандартов, 1993. – 8 с.

6. Пакудин, В.З. Параметры оценки экологической пластичности сортов и гибридов. Теория отбора в популяциях растений / В.З. Пакудин. – Новосибирск: Наука, 1976. – 189 с.

7. Сапега, В.А. Оценка сортов яровой пшеницы по урожайности и параметрам адаптивности / А.А. Сапега, Г.Ш. Турсумбекова // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2013. – № 4. – С.3-6.

8. Хангильдин, В.В. Проблема гомеостаза в генетико-селекционных исследованиях / В.В. Хангильдин, С.В. Бирюков // Генетико-цитологические аспекты в селекции с.-х. растений. – 1984. – № 1. – С. 67-76.

Введение

С увеличением темпов роста населения человечество вынуждено наращивать сельскохозяйственное производство, основой которого является зерновое хозяйство. В связи с этим в последнее время большое внимание во всем мире уделяется возделыванию озимых зерновых культур.

Озимые культуры имеют важное значение в увеличении производства зерна. В основных районах возделывания они дают более высокие урожаи зерна, чем яровые. Озимые культуры при хорошем развитии с осени лучше, чем яровые, используют весенние запасы влаги и питательных веществ. Весной они быстро наращивают вегетативную массу и меньше страдают от весенних засух [4].

Озимая пшеница принадлежит к числу наиболее ценных и высокоурожайных зерновых культур. Зерно богато клейковинными белками и другими ценными веществами, поэтому оно широко используется для продовольственных целей, в особенности в хлебопечении и кондитерской промышленности, а также для производства макарон, крупы, вермишели и других продуктов. Пшеничные отруби – высококонцентрированный корм для всех видов сельскохозяйственных животных [2].

В Кемеровской области на сегодняшний день возделываются преимущественно яровые зерновые культуры, под которыми занято 653 тыс. га. Их доля в структуре посевных площадей составляет 96,8 % и только 3,2 % – под озимыми. В частности под посев озимых культур в Кемеровской области в 2013 году было выделено 24330 га посевных площадей, из них 60,4 % составляет озимая рожь, 34,5 % – озимая пшеница, 1,8 % – озимый ячмень и 3,3 % – озимый тритикале.

Положительные особенности озимой пшеницы обуславливают стремление поиска исследований возможности ее выращивания в нетрадиционных зонах, к которым относится Кемеровская область.

Как известно, попытки перенести опыт других регионов, широко занимающихся производством данной культуры, часто заканчиваются неудачей. С позиции адаптивного растениеводства проблема требует решения, исходя из изучения продуктивности в конкретных условиях произрастания.

В настоящее время основной задачей становится создание экологически пластичных сортов, обеспечивающих достаточно высокую урожайность в благоприятных условиях возделывания и ее стабильность в стрессовых условиях [1, 3, 6, 7].

К сожалению, несмотря на достаточный срок сортоиспытания сортов озимой пшеницы, практически отсутствуют научные данные об особенностях формирования ее урожайности в данных агроэкологических условиях.

Анализ показывает, что озимая пшеница не только не получает распространение в посевах хозяйств Кемеровской области, но ее сортоиспытание весьма ограничено.

Вопросы экологической пластичности сортов озимой пшеницы в условиях данного региона изучены недостаточно. В связи с этим была поставлена цель исследований – дать всестороннюю оценку по параметрам урожайности, экологической стабильности и пластичности сортам озимой пшеницы селекции ГНУ СИБНИИСХ, ГНУ СИБНИИРС и института цитологии и генетики СО РАН.

Объекты и методы исследования. Исследования выполнены на полях Яшкинского государственного сортоиспытательного участка (ГСУ), расположенного в лесостепной природно-климатической зоне Кемеровской области.

Почвы зоны в основном светло-серые лесные, содержание гумуса составляет 1,6–3,4 %, подвижного фосфора и калия – 6 и 10 мг на 100 г [5].

Территория Яшкинского ГСУ относится к умеренно-прохладному, умеренно-увлажненному агроклиматическому подрайону. Зима холодная и продолжительная.

Весной характерно стремительное нарастание тепла, приводящее к интенсивному таянию снега. Глубоко промерзшие зимой почвы медленно оттаивают весной, за счет чего значительная часть талых вод не впитывается в почву. Это негативно отражается на запасах продуктивной влаги в почве. Возможен возврат холодов до минус 6–8 0С, часто сопровождающихся выпадением снега.

Лето в основном жаркое. Средняя температура в июле составляет +18,3 0С. Сумма положительных температур выше +10 0С колеблется от 1600 0С до 1800 0С. Сумма осадков за май-август по среднемноголетним данным составляет 450 мм.

Продолжительность периода с температурой воздуха выше 0 0С составляет 188 дней, выше +5 0С – 153 дня, выше +10 0С – 112 дней. Продолжительность безморозного периода – 96 дней, вегетационного – 153 дня.

Для сравнительной характеристики урожайности сортов озимой пшеницы за период с 2008 по 2012 год использовались результаты испытания сельскохозяйственных культур на Яшкинском ГСУ.

В качестве объекта исследований использованы шесть перспективных среднеспелых мягких сортов озимой пшеницы: Омская 4 (оригинатор – ГНУ Сибирский НИИСХ), Кулундинка (оригинатор – институт цитологии и генетики СО РАН), Бийская озимая (оригинатор – ГНУ Сибирский НИИСХ), Новосибирская 9 (оригинатор – ГНУ СибНИИРСРоссельхозакадемии), Новосибирская 40 (оригинатор – ГНУ СибНИИРСРоссельхозакадемии), Новосибирская 51 (оригинатор – ГНУ СибНИИРСРоссельхозакадемии). За стандарт был принят сорт Омская 4.

Агротехника возделывания на Яшкинском сортоиспытательном участке общепринятая в Кемеровской области. Предшественник – черный пар. Площадь делянки – 25 м2, повторность четырехкратная. Все сорта изучались на естественном фоне без внесения удобрения и без защиты посевов от вредных организмов.

Экологическую пластичность сортов определяли по Эберхарту и Расселу (в изложении В.З. Пакудина) [6].

Показатель гомеостатичности (Hom) вычисляли по В.В. Хангильдину [8] по формуле:

где x – средняя урожайность, ц/га;

x_opt – среднее значение урожайности на оптимальном фоне, ц/га;

x_lim – среднее значение урожайности на лимитированном фоне, ц/га;

σ – стандартное отклонение.

Годы проведения исследований различались по гидротермическому режиму (табл.1), что позволило всесторонне оценить адаптивность изучаемых сортов озимой пшеницы к климатическим условиям лесостепной зоны Кемеровской области.

Метеорологические условия 2008 года в начальный период весенней вегетации (май) для озимой пшеницы характеризовался низкой влагообеспеченностью. Июнь был теплым и достаточно влажным. Репродуктивный период проходил при низкой влагообеспеченности и повышенной температуре, что отрицательно сказалось на урожайности пшеницы.

Таблица 1. Динамика суммы осадков и суммы эффективных температур за период май-август, 2008–2012 гг.

Связь фотосинтеза и селекции. Процесс создания новых сортов. Разработка агротехники применительно к генотипу. Закономерности фотосинтетической деятельности у различных по продуктивности сортов пшеницы. Активация фотосинтеза на фенотипическом уровне.

Рубрика	Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид	статья
Язык	русский
Дата добавления	22.07.2013
Размер файла	14,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Изменчивость морфофизиологических показателей сортов озимой пшеницы в процессе селекции

В современных условиях с/х производства сорт стал одним из важнейших компонентов научно обоснованного земледелия. Это и предопределило широкий интерес к модели сорта. Над моделями сортов работают генетики, селекционеры, физиологи. Проблема интенсификации растениеводства и практическая селекция нуждаются в физиологических данных, которые могли бы быть использованы в процессе создания новых сортов и при разработке агротехники применительно к генотипу. В связи с этим изучение закономерностей фотосинтетической деятельности у различных по продуктивности сортов пшеницы позволит оценить признаки и свойства фотосинтетического аппарата определяющие высокую продуктивность растений. В частности, селекция на высокую продуктивность пшеницы может быть успешной при использовании показателей фотосинтеза растений, поскольку последний является основным фактором продуктивности растений. Однако, при достаточном объеме данных не сформировалось четкого представления о физиолого-генетическом варьировании признаков фотосинтетической деятельности у озимой пшеницы в связи с ее продуктивностью.

Развивая прикладные аспекты исследований фотосинтеза, А.Т. Мокроносов (1983) уделяет большое внимание проблеме связи фотосинтеза и селекции. Он развивает представление об экстенсивном и интенсивном типах продукционного процесса и , соответственно экстенсивном и интенсивном путях селекции, показывает, что экстенсивный путь селекции связан с созданием растений способных формировать в агроценозах высокий ассимиляционный потенциал, но при этом сам фотосинтетический аппарат и его активность не затрагиваются. По мнению А.Т.Мокроносова (1983), экстенсивный путь развития исчерпал свои возможности, а поэтому единственно возможное направление селекции должно основываться на интенсификации фотосинтетической активности самого фотосинтетического аппарата- единицы площади листа и хлоропластов. А.Т. Мокроносов обращает внимание селекционеров на тот факт, что создание сортов с высоким К хоз резко увеличивает запрос на фотосинтез и может вызвать длительную и устойчивую активацию фотосинтеза на фенотипическом уровне. Изучение морфофизиологических показателей фотосинтетической деятельности растений составляющих агрофитоценоз, представляется перспективной целью для разработки идеотипа растений сорта.( В.П. Беденко,2003)

Цель проводимых исследований - изучение морфофизиологические показатели сортов озимой пшеницы разных этапов селекции в НИИ СХ ЦР НЗ. Изучались сорта Заря, Инна, Московская - 39, Галина, Немчиновская-24.. В качестве стандарта использовалась одна из исходных родительских форм - сорт Мироновская-808.Опыт был заложен в 2002г. в 4-х кратном повторении ,расположение делянок систематическое. Площадь делянки 10 м2..Технология возделывания - общепринятая для зоны. Исследования проводили в основные фазы вегетации растений

Изучение динамики формирования листовой поверхности в процессе онтогенеза является одним из ведущих мест в определении фотосинтетической деятельности растений. Многими исследованиями показано, что урожайность находится в прямой зависимости от фотосинтетических параметров ,особенно площади листьев

Чаще всего снижает урожай растений недостаточно быстрый рост площади листьев и ее ограниченные размеры. Вместе с тем урожай растет не всегда вместе с площадью листьев, а только при увеличении ее до определенных размеров, после чего рост урожая прекращается В связи с этим встает вопрос об оптимальной площади листьев посевах и об оптимальных графиках ее формирования Причем наилучшей считается такая ее величина их относительной площади, при которой все листья обладают за день суммарным фотосинтезом, превышающим суммарное дыхание. Широкое варьирование оптимальной площади листьев в зависимости от условий возделывания растений и от их сортовых и видовых особенностей, предполагает не только тесную корреляцию хозяйственного урожая с площадью, но и отсутствие таковой. В межфазный период кущение-выход в трубку у всех изучаемых сортов, кроме Мироновской - 808,нарастание площади листьев происходило равномерно одинаково. У сорта Мироновская -808 шел интенсивный прирост вегетативной массы. К концу мая наибольшая площадь листьев сформировалась у сорта Мироновская -808 и к началу июня она достигла максимума. Такая же закономерность отмечена и у сорта Заря.

У остальных сортов максимальная площадь листьев сформировалась к фазе колошения .Сорта Немчиновская -24, Галина, сформировали небольшую площадь листьев, которая соответственно составила 1,77 и 1,94 дм/раст. Удельная поверхностная плотность листьев является показателем содержания основных структурных и функциональных элементов фотосинтетического аппарата в единице площади и мерой толщины его. Для сортов интенсивного типа Московская -39,Галина и Немчиновская - 24 характерна высокая плотность листьев в сравнении с другими сортами. Таким образом варьирование площади листьев в зависимости от сортовых особенностей предполагает не только тесную корреляцию хозяйственного урожая с ней , но и отсутствие таковой, что компенсируется большей величиной УППЛ. Исследование потенциальной интенсивности фотосинтеза пшеницы различного зкологического происхождения свидетельствует о существенных различиях в интенсивности процесса. Наиболее высокими максимальными значениями потенциального фотосинтеза обладали образцы степной экологической группы, наименьшими- приполярной, скандинавской и дальневосточной. В связи с этим представляют интерес данные о более активной ассимиляции у листьев с ксероморфной структурой. Среди изучаемых сортов наблюдались различия по удельной поверхностной плотности листьев. Сорта более поздних этапов селекции - Немчиновская -24, Галина характеризуются более высокими значениями по этому показателю, что дополнительно подтверждает данные о более активной ассимиляции у растений с ксероморфной структурой, т.к. в процессе создания данных сортов использовался исходный материал южного региона. У этих же сортов наблюдались и большие величины фотосинтетического потенциала листьев. Проведенное изучение динамики нарастания массы колоса показало, что для сортов современного этапа селекции характерна высокая интенсивность налива колоса на первых этапах его развития, снижение ее к фазе колошения а после цветения вновь наблюдается подъем .Сорта современной селекции отличались большей интенсивностью налива колоса и более высокой величиной убыли массы стебля в процессе реутилизации, что говорит о более интенсивном использовании пластических веществ в процессе формирования урожая.

При общем интенсивном росте и при большой фитомассе можно получать очень высокие и очень низкие урожаи. Направленность синтетических процессов на формирование хозяйственной части урожая характеризуется коэффициентом хозяйственной эффективности, который показывает долю хозяйственного урожая в общем биологическом урожае. Этот показатель наиболее высокий у сортов Немчиновская -24 и Галина, составляет соответственно- 0,51 и 0,70 Сорта сформировали более крупное и выровненное зерно. У новых, высоко продуктивных сортов усилились донорно-акцепторные отношения между колосом и листовым аппаратом, о чем свидетельствуют более высокие показатели удельной зерновой продуктивности растений (УЗПР),которые отражают зерновую нагрузку на единицу листовой поверхности. Решающее значение для распределения веществ в растении имеет аттрагирующая сила центров потребления ассимилятов: доля веществ, идущих на построение соломины зависит от относ. Крупный колос не только притягивает к себе относительно больше ассимилятов,, но и стимулирует отток веществ после завершения ее роста, т.е. после цветения. Однако следует отметить, что все изучаемые сорта сформировали достаточно высокую урожайность. Наименьшая урожайность отмечена у сорта Заря, которая составила 53,6 ц/га. Превышение урожайности сортов Немчиновская-24 и Галина над этим сортом составило соответственно 19,2 и 22,8 ц/га.

Таким образом, новые сорта интенсивного типа Немчиновская -24, Галина характеризуются более высокой активность фотосинтетического аппарата растений и более лучшей сбалансированности донорно - акцепторных отношений в пользу формирования зерна, что в целом отразилось на формировании более высокого урожая этих сортов. Особенности фотосинтетической продуктивности в репродуктивный период, перераспределение продуктов фотосинтеза и азотистых веществ у высокорослых и низкорослых сортов озимой пшеницы могут быть использованы в селекционной практике. Селекция на высокую продуктивность по морфофизиологическим показателям фотосинтеза позволит получить гибридные формы для создания сортов интенсивного типа.

фотосинтез селекция продуктивность пшеница

1.Беденко В.П.,Коломейченко В.В. Фотосинтетические аспекты продукционного процесса озимой пшеницы.Изд. ОрелГАУ,2001.127 с.

2.Мокроносов А.Т. Фотосинтетическая функция и целостность растительного организма.М.,Наука,1983.

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Тищенко Владимир Николаевич, Дриженко Людмила Михайловна, Палий Юрий Григорьевич

Период вегетации озимой пшеницы состоит из отдельных фаз развития и этапов органогенеза , связанных с морфологическими изменениями в строении и образовании органов растений: корней, листьев, побегов, генеративных органов. Продолжительность отдельных фаз вегетации не одинакова и зависит как от условий произрастания, так и от биологических особенностей культуры.

FORMATION OF WINTER WHEAT EFFICIENCY AT VARIA-BILITY OF INTERPHASE PERIODS OF THE ORGANOGENESIS INITIAL STAGES

The period of winter wheat vegetation consists of separate phases of development and the stages of organogenesis connected with morphological changes in a structure and formation of plants bodies: roots, leaves, shoots, generative bodies. Duration of separate phases of vegetation isn’t identical and depends both on growth conditions, and on biological features of culture.

В. Н. Тищенко, Л. М. Дриженко, Ю. Г. Палий

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ИЗМЕНЧИВОСТИ МЕЖФАЗНЫХ ПЕРИОДОВ НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПОВ ОРГАНОГЕНЕЗА

ПОЛТАВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ

V. N. Tishchenko, L. M. Drizhenko, Yu. G. Paly FORMATION OF WINTER WHEAT EFFICIENCY AT VARIA-BILITY OF INTERPHASE PERIODS OF THE ORGANOGENESIS

INITIAL STAGES POLTAVA STATE AGRARIAN ACADEMY

Период вегетации озимой пшеницы состоит из отдельных фаз развития и этапов органогенеза, связанных с морфологическими изменениями в строении и образовании органов растений: корней, листьев, побегов, генеративных органов. Продолжительность отдельных фаз вегетации не одинакова и зависит как от условий произрастания, так и от биологических особенностей культуры.

Ключевые слова: пшеница озимая, этапы органогенеза, время возобновления весенней вегетации, межфазные периоды.

Владимир Николаевич Тищенко

Vladimir Nikolaevich Tishchenko доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Юрий Григорьевич Палий

The period of winter wheat vegetation consists of separate phases of development and the stages of organogenesis connected with morphological changes in a structure and formation of plants bodies: roots, leaves, shoots, generative bodies. Duration of separate phases of vegetation isn't identical and depends both on growth conditions, and on biological features of culture.

Keywords: wheat winter, organogenesis stages, time of renewal of spring vegetation, interphase periods.

Людмила Михайловна Дриженко

На протяжении шестилетнего периода были проведены исследования по изучению прохождения межфазных периодов у сортов и селекционных линий (СЛ) пшеницы озимой на начальных этапах органогенеза и влияние их на формирование генеративных признаков и продуктивность.

Методика. Материалом для исследований служили сорта и селекционные линии (СЛ) озимой пшеницы, которые выращивались в коллекционном пи-

Вестник Курганской ГСХА

томнике и на селекционных делянках на протяжении 2006-2011 гг. По исследуемым сортам и СЛ проводился структурный анализ по 25 растениям, которые вырезали на опытных делянках, доводили до воздушно-сухого состояния и проводили измерения, подсчеты. По каждому признаку вычисляли среднее арифметическое, лимиты варьирования и коэффициент вариации.

- ранний посев - ранняя вегетация (РП-РВ);

- ранний посев - поздняя вегетация (РП-ПВ);

- поздний посев - ранняя вегетация (ПП-РВ);

- поздний посев - поздняя вегетация (ПП-ПВ);

Результаты. Период исследований (2006 -

2011 гг.) был разделен на годы с ранним (ВВВВ) (2007- 2008 гг.), оптимальным (ВВВВ) (2009-2010 гг.) и поздним (ВВВВ) (2006-2011 гг.). Каждый год (с 2006 по 2011) посев исследуемых сортов и селекционных линий проводили в два срока: ранний, первого сентября (РП), и поздний, первого октября (ПП).

*РП - ранний посев *РВ - ранняя вегетация *ПП - поздний посев *ПВ - поздняя вегетация

Рассмотрим информацию о формировании признаков продуктивности озимой пшеницы (масса зерен с колоса, количество зерен, масса 1000 зерен) в зависимости от времени возобновления весенней вегетации. К ним мы также отнесли и урожайность с единицы площади (ц/га), как один из самых важных признаков биологического объекта - сорта.

В исследуемые годы ранняя вегетация отмечена: 2007 - 8 марта, 2008 - 28 февраля. В опытах по сортам и селекционным линиям наблюдались очень длинные осенний период (2007 г. - с 1-го сентября по 3 ноября; 2008 г. - с 1-го сентября по 10 декабря) и весенний период (2007 г. - с 8 марта по 28 апреля; 2008 г. - с 28 февраля по 30 апреля). В эти годы, по материалам исследований, наблюдался по сортам и СЛ самый высокий урожай, который составлял 56,9±0,9 ц/га (таблица). Кроме того, сорта и СЛ формировали высокую массу колоса, 2,1±0,3 г, и достаточно высокое количество зерен, 49,7±0,6 шт.

Таблица - Уровень формирования урожайности и основных признаков продуктивности при изменчивости межфазных периодов начальных этапов органогенеза озимой пшеницы

Сроки посева, ВВВВ Урожайность, ц/га Масса зерен с колоса, г Количество зерен, шт. Масса 1000 зерен, г

РП* - РВ* 56,9±0,9 2,1±0,3 49,7±0,6 42,9±0,2

РП - ПВ 15,6±0,6 1,7±0,02 40,0±0,4 42,0±0,3

ПП - РВ 45,3±0,8 2,2±0,02 53,2±0,6 42,7±0,3

ПП* - ПВ* 20,9±0,4 2,1±0,04 48,7±0,8 44,1±0,3

Соответственно, высокие показатели в этих климатических ситуациях при вегетации озимой пшеницы имели признаки: масса зерна с колоса 2,2±0,02 г и количество зерен 53,2±0,6 шт.

Выводы. Анализ изменчивости межфазных периодов начальных фаз органогенеза показал, что самая высокая урожайность у исследуемых сортов и СЛ наблюдалась в годы, когда межфазные периоды осеннего и весеннего онтогенеза озимой пшеницы были длинными. В годы с короткими фазами органогенеза осеннего и весеннего периодов урожайность сортов и СЛ резко падает. В опыте отмечено, что при коротком осеннем и длинном весеннем периодах урожайность и основные количественные признаки озимой пшеницы имели достаточно высокие значения.

1 Краснова Л. И. Биологические и селекционные возможности озимой пшеницы в резко континентальных засушливых условиях Южного Урала: Вестник ОГУ, 2003. - № 2, - С. 75-81.

2 Литвиненко М. А. Тривалють вегетацшного перюду в зв'язку з урожайшстю й посухостшюстю сорив та лшш озимо! пшениц на Швдш Украши: Збiрник наук. праць селекц. - генет. ш.- ту. - Одеса, 1980. - С. 10-18.

3 Мединец В. Д., Слепцов В. А. Экология весеннего развития озимой пшеницы: монография. -Полтава: АСМИ, 2006. - 260 с.

4. Тищенко В. Н. Продолжительность вегетационного и межфазных периодов и их корреляции с урожайностью в зависимости от условий года и генотипа озимой мягкой пшеницы. - Вестник Полтавской государственной аграрной академии. - 2005. - № 3. - С. 97-102.

5 Чекалин Н. М., Тищенко В. Н. Генетические основы адаптивной селекции озимой пшеницы в зоне Лесостепи: монография. - Полтава, 2005. - 270 с.

В работе представлена оценка пространственной изменчивости питательных веществ и запасов продуктивной влаги в агрочерноземе миграционно-сегрегационном при возделывании озимой пшеницы по технологии no-till. Между обследованными полями (n=131) установлено значительное варьирование содержания нитратного азота и подвижного фосфора в почве (V>40,0%). Пространственная изменчивость запасов продуктивной влаги меньше (V = 5,0–17,0 %), чем содержания подвижных форм основных элементов питания. Возможно, это связано с положительным влиянием технологии no-till на водный режим почвы. Пространственная вариабельность условий произрастания сильно влияет на урожайность озимой пшеницы. Выявлена зависимость урожайности культуры от запасов продуктивной влаги перед ее посевом (r = 0,80) и в фазу выхода в трубку (r = 0,34), а также от содержания нитратного азота (r = 0,34) и подвижного фосфора в почве перед посевом (r = 0,30).

Полученные результаты свидетельствует о необходимости корректировки доз азотных и фосфорных удобрений на полях сельскохозяйственного предприятия. При этом эффективность различных агротехнических приемов определяется влагообеспеченностью перед посевом и в фазу выхода в трубку.

Ключевые слова: чернозем, озимая пшеница, технология no-till, содержание элементов питания, продуктивная влага, варьирование.

Eng. Variation of soil fertility indicators during the cultivation of winter wheat using no-till technology

Uralev L.I. 1 , Biryukova O.A. 1 , Ilchenko Y.I. 1 , Ilchenko A.E. 1

1 Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia

The paper presents an assessment of the spatial variability of nutrients and reserves of productive moisture in the Calcic Chernozem during the cultivation of winter wheat using the no-till technology. A significant variation in the content of nitrate nitrogen and mobile phosphorus in the soil (V> 40,0%) was found between the surveyed fields (n = 131). The spatial variability of the reserves of productive moisture is less (V = 5,0–17,0%) than the content of mobile forms of the main nutrients. Perhaps this is due to the positive effect of no-till technology on the water regime of the soil. The spatial variability of growing conditions strongly affects the yield of winter wheat. The dependence of the crop yield on the reserves of productive moisture before sowing (r = 0,80) and in the phase of entering the tube (r = 0,34), as well as on the content of nitrate nitrogen (r = 0,34) and mobile phosphorus in the soil before sowing (r = 0,30). The results obtained indicate the need to adjust the doses of nitrogen and phosphorus fertilizers in the fields of an agricultural enterprise. At the same time, the effectiveness of various agrotechnical methods is determined by the moisture supply before sowing and in the phase of entering the tube.

Keywords: Haplic Chernozem, winter wheat, no-till technology, nutrient content, productive moisture, variation.

Плодородие почвы является совокупным результатом почвенных условий, обуславливающих урожайность растений, качество продукции и поддержание экологической устойчивости агроландшафтов. Среди множества факторов, влияющих на продуктивность сельскохозяйственных культур и стабильное функционирование агроценозов, почвенные свойства играют одну из ключевых ролей. В отличие от погодных условий и топографии, показатели почвенного плодородия можно регулировать различными агротехническими приемами.

Сельскохозяйственное использование земель может как снижать пространственную неоднородность почвенных свойств, так и усиливать. Единой точки зрения в этом вопросе не существует. Ряд авторов отмечают, что внесение удобрений, гипса, извести и других веществ повышают пространственную вариабельность плодородия почв. Другие исследователи, наоборот, отмечают гомогенизацию почвенных свойств при сельскохозяйственной обработке [5,14].

Почвенные свойства обладают значительной пространственной неоднородностью даже на небольших площадях, что с точки зрения сельскохозяйственного производства является отрицательным фактором, так как создаются разные условия для роста выращиваемых культур и требуется дифференцированный подход к технологиям их возделывания [3,16].

В связи с широким внедрением ресурсосберегающих технологий, и в частности, с применением нулевой технологии, изучение пространственной изменчивости показателей плодородия почвы и ее влияния на урожайность сельскохозяйственных культур приобретает значительную актуальность, так как выравнивающее действие вспашки исчезает.

Целью исследований было изучение варьирования агрохимических показателей плодородия почвы и урожайности озимой пшеницы в системе no-till.

Объект и методы исследования

Исследуемая почва – чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке.

По классификации почв России (2004) это агрочерноземы миграционно-сегрегационные. Эти почвы занимают около 23,0 % общей площади Ростовской области. Распространены они преимущественно в южной и юго-западной частях области, в основном, в южной зоне (Егорлыкский, Зерноградский, Кагальницкий, Песчанокопский, Сальский, Целинский районы) [2]. Исследования проведены в Песчанокопском районе, расположенном в юго-западной части Ростовской области (рис. 1).

Почвенно-климатические условия района в целом благоприятны для производства озимой пшеницы. Чернозем обыкновенной карбонатный – это почва высокого естественного плодородия, находящаяся в зоне невысокого и недостаточного увлажнения. Однако, в процессе интенсивной эксплуатации почвенного покрова развиваются процессы его деградации [2]. Водной эрозии в рассматриваемой зоне подвержено 25,0 % от общей территории, дефлированных почв – 23,0 % [1]. Внедрение ресурсосберегающих технологий на основе минимальной обработки почвы и прямого посева позволяет стабилизировать гумусное состояние почв и улучшить питательный режим агроценозов [6,17].

В ЗАО имени Кирова минимальная обработка почв используется с 2000 г, нулевая – с 2008 г.

Изучаемые показатели – урожайность озимой пшеницы (Y); содержание нитратного азота (N-NO₃), обменного калия (K₂O), подвижного фосфора (P₂O₅) перед посевом культуры; запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы до посева (Vn₁), в фазу кущения (Vn₂) и в фазу выхода в трубку (Vn₃) – были получены в производственных посевах озимой пшеницы с 2018 по 2020 гг. (n = 131,0).Образцы почвы отбирали согласно методическим указаниям по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения [7].

Результаты исследования и их обсуждение

Согласно полученным данным, содержание нитратного азота перед посевом озимой пшеницы изменяется от 1,2 мг/кг до 36,0 мг/кг (табл. 1).

Таблица 1 – Статистические показатели урожайности озимой пшеницы и основных элементов питания в производственных посевах

Vn ₃ (выход в трубку)

Коэффициент вариации (V)

Разница в содержании нитратного азота между отдельными полями хозяйства составляет 25 раз и более. Среди изученных элементов питания содержание нитратного азота характеризуется наибольшим варьированием (63,0 %), что вполне предсказуемо, так как его накопление определяется биологической активностью почвы, интенсивность которой во многом зависит от агрометеорологических условий [2].

Содержание подвижного фосфора колеблется от очень низкого (7,5 мг/кг) до высокого (57,0 мг/кг). Коэффициент вариации данного показателя (42,0 %) свидетельствует о его значительной пространственной изменчивости. Подавляющее число полей (n=76,0) характеризуется средней степенью обеспеченности подвижным фосфором (15,0–30,0 мг/кг), 28 полей – повышенной (31,0-40,0 мг/кг), 4 поля – высокой (41,0-60,0 мг/кг). К низкой категории обеспеченности (10,0–15, 0 мг/кг) отнесены 13 полей, а очень низкой – 9 полей [7]. Вероятно, это связано с историей полей, а именно с различными дозами фосфорсодержащих удобрений, внесенных, как под озимую пшеницу, так и под ее предшественников.

Вариабельность содержания обменного калия менее выражена, чем подвижного фосфора (V=27,0 %). Известно, что основная масса фосфора, накопленного в результате внесения удобрений, остается в верхнем слое почвы и редко мигрирует по профилю, а калий более подвижен, что приводит к более быстрому выравниванию концентраций. Полученные результаты согласуются с исследованиями [12,13].

По степени относительной изменчивости основные элементы питания можно расположить в следующий убывающий ряд: N-NO₃ > P₂O₅ > K₂O.

Подобное ранжирование агрохимических показателей по коэффициенту вариации было рассмотрено в работах [9,11,12].

Накопление и распределение продуктивной влаги в течение вегетации сельскохозяйственных культур имеет решающее значение для их урожайности в зоне исследования. Перед посевом озимой пшеницы подавляющее число полей характеризуются отличными запасами продуктивной влаги (>150,0 мм), 21 поле – удовлетворительными. В фазу кущения практически на всех обследованных полях выявлено высокое содержание продуктивной влаги. Однако, в фазу выхода в трубку, из-за отсутствия осадков, большинство полей характеризовалось недостаточными запасами продуктивной влаги. Варьирование продуктивной влаги в почве зависит от срока отбора образцов. До посева озимой пшеницы и в фазу выхода в трубку пространственная изменчивость этого показателя характеризуется средним коэффициентом вариации – 14,0 % и 17,0 % соответственно, в фазу кущения – низким (V=5,0 %) [4].

Пространственное варьирование условий произрастания озимой пшеницы сильно влияет на ее урожайность. Среднее значение урожайности озимой пшеницы за два года исследований составляет 82,0 ц/га при минимальных и максимальных значениях – 36,0 и 115,0 ц/га соответственно. Вариабельность урожайности на исследуемых полях составила 23,0 %. Большинство посевов (63 поля), имеют высокую урожайность – от 70,0 до100,0 ц/га. На 7 обследованных полях хозяйства урожайность озимой пшеницы достигла потенциально возможную величину для исследуемых сортов - 110,0–115,0 ц/га (рис. 1 а).

Согласование с нормальным распределением обусловлено попаданием 95,0 % значений в интервал двух стандартных отклонений от среднего и 68,0 % - одного стандартного отклонения [8](рис. 1 б).

Рисунок 2 – а. Гистограмма распределения величин урожайности относительно числа наблюдений; б. Диаграмма размаха урожайности озимой пшеницы

Согласно нормальным вероятностным графикам для урожайности озимой пшеницы и каждого агрохимического показателя, значительного отклонения от распределения Гаусса не наблюдалось (рис. 3 а,б,в,г,е). Величины рассматриваемых показателей находятся близко к прямой и относительно неё сильно не рассеиваются.

Рисунок 3 – Нормальные вероятностные графики агрохимических показателей (а – Y; б – K₂O; в – P₂O₅; г –N-NO₃; д – Vn₁; е – Vn₃)

По запасам продуктивной влаги в почве (рис. 3 д), наблюдается отклонение точек от прямой линии. Это можно идентифицировать как заметные нарушения в нормальности распределения [11]. Несмотря на визуальные отличия от нормального распределения, демонстрируемые при помощи нормальных вероятностных графиков [12], другие способы проверки, в частности критерий частот Шапиро-Уилка, не отвергает гипотезу о нормальности (табл.2).

Таблица 2 – Доказательство нормальности распределения генеральной совокупности по Шапиро-Уилка

Vn₃ (выход в трубку), мм

Поэтому вполне допустимо принять, что статистические распределения урожайности озимой пшеницы и агрохимических показателей подчиняются закону нормального распределения, что является важным условием для использования корреляционного анализа [12,13].

Высокая математически доказуемая теснота связи [9] выявлена между урожайностью и продуктивной влагой до посева культуры (табл. 3). В условиях южной зоны Ростовской области влага является одним из основных факторов, лимитирующих урожайность сельскохозяйственных культур. Полученные результаты свидетельствуют о том, что эффективность различных агротехнических приемов определяется увлажненностью перед посевом и в фазу выхода в трубку.

Таблица 3 – Теснота связи урожайности озимой пшеницы с агрохимическими показателями почвы

Vn₃ (выход в трубку), мм

Средняя зависимость урожайности озимой пшеницы отмечена с содержанием нитратного азота (r = 0,34) и подвижного фосфора в почве (r=0,30).

На основании показателей с наименьшим уровнем значимости (p), были построены диаграммы рассеивания (рис. 4. а,б,в,г).

Рисунок 4 – Диаграммы рассеивания по агрохимическим показателям со значимыми корреляциями (а – P₂O₅; б –N- NO₃; в – Vn₁; г – Vn₃)

Среди представленных агрохимических показателей наблюдаются только положительные прямолинейные корреляции (рис. 4 а,б,в,г).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что на обследованных полях хозяйства необходима корректировка доз азотных и фосфорных удобрений.

Результаты исследования выявили значительную пространственную изменчивость содержания нитратного азота и подвижного фосфора в почве перед посевом озимой пшеницы в пределах сельскохозяйственного предприятия. Коэффициент вариации превышает 40,0%. Это свидетельствует о существенном различии в обеспеченности производственных посевов озимой пшеницы этими элементами питания.
Пространственная изменчивость запасов продуктивной влаги в почве меньше, чем вариабельность содержания подвижных форм основных элементов питания между обследованными полями. Коэффициент вариации невысокий и находился в пределах от 5,0 до 17,0% в зависимости от срока отбора образцов почвы. Возможно, это связано с положительным влиянием технологии no-till на водный режим почвы.
Пространственная неоднородность содержания питательных веществ и запасов продуктивной влаги в почве перед посевом озимой пшеницы оказала существенное влияние на ее урожайность. Выявлена тесная положительная корреляция урожайности культуры с запасами продуктивной влаги (r= 0,80), средняя положительная теснота связи – с содержанием нитратного азота (r= 0,34) и подвижного фосфора (r= 0,30).
Для выравнивания агрохимических показателей плодородия почв сельскохозяйственного предприятия и получения стабильных урожаев полевых культур необходима оптимизация системы удобрения.

The research was financially supported by the "Priority 2030" program of the Ministry of Science and Education of the Russian Federation, project no. SP02/S4_0708 Priority_01/SP02/S4_0706 Priority_01.

Список литературы

Spisok Literatyri

Читайте также: