Факторы оптимизации формирования продуктивности растений и качества зерна ярового ячменя и овса

Источник

Журнал "Хранение и переработка зерна"

6799

Биохимический состав зерна ячменя и овса формируется под влиянием комплекса факторов внешней среды обитания растений - уровня плодородия почвы, условий увлажнения, солнечной инсоляции и температурного режима.

Необходимо отметить, что климатические факторы и почвенные условия, оказывающие существенное влияние на показатели качества зерна, очень динамичны и находятся в сложном взаимодействии. И зачастую, бывает совсем не просто определить, где начинается влияние одного и оканчивается последействие другого фактора.

Наряду с этим, в одинаковых почвенно-климатических условиях целенаправленным использованием агротехнических приемов можно существенно изменять физические показатели зерна и его химический состав.

Такими агротехническими приемами, как подбор предшественников, система основной и предпосевной обработки почвы, внесение удобрений и использование гербицидов, можно изменять уровень водного и пищевого режимов почвы. Использование таких составных элементов технологий, как сроки и способы сева, нормы высева, обработка семян и опрыскивание растений регуляторами роста, позволяет в определенной степени регулировать и заметно изменять в посевах условия освещения, температурный режим, процессы роста и развития растений. Изменение указанных факторов обуславливает значительное ускорение или, наоборот, замедление темпов жизнедеятельности растительного организма, накопление пластических веществ и тем самым воздействует на формирование его продуктивности и качества зерна.

Исследования с ранними зернофуражными культурами проводились на протяжении двух последних десятилетий на Эрастовской опытной станции Института зернового хозяйства (Пятихатский район Днепропетровской области). Объектом исследований были районированные в степном регионе сорта ярового ячменя Прерия, Донецкий 12, овса - Кубанский и Скакун. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный малогумусный тяжелосуглинистый с валовым содержанием в пахотном слое (0-30 см) гумуса - 4,3%, азота - 0,23-0,26, фосфора 0,11-0,12 и калия - 2,2-2,5%. Обеспеченность в пахотном слое подвижными формами фосфора средняя (Р2О5 по Чирикову 90-100 мг/кг), обменным калием высокая (К2О - 250-270 мг/кг).

Климат в районе проведения исследований характеризуется недостаточными и неустойчивыми условиями увлажнения, малоснежным зимним периодом с частыми оттепелями и засушливыми условиями весной и летом. Необходимо отметить, что каждый отдельный год проведения исследований отмечался своеобразным сочетанием погодных факторов, которые неодинаково влияли на процессы роста и развития растений ячменя и овса, что, естественно, отражалось на формировании величинных показателей урожая и качества зерна.

Предшественником во все годы исследований была кукуруза на зерно, учетная площадь делянки - 100 м2, повторность - трех-четырехкратная. За исключением специальных опытов ежегодно сев проводили в оптимальные сроки в физически спелую почву, норма высева для сортов ячменя ярового - 4,5-5, овса - 5,0-5,5 млн/га всхожих семян. Для обработки семян использовали, в рекомендуемых дозах, различные регуляторы роста растений, эталоном в этих опытах был гумат натрия, на контрольном варианте семяна обрабатывались водой с пленкообразователем.

В специальных опытах, при изучении сравнительной эффективности различных почвообрабатывающих орудий, была установлена зависимость в существовании большей (почти в 2 раза) засоренности посевов ячменя на вариантах с плоскорезной обработкой в сравнении с отвальной вспашкой. Биометрические исследования и визуальные наблюдения показали, что степень развития сорняков, судя по их высоте и воздушно-сухой массе к уборке урожая ячменя, была на сравниваемых вариантах практически одинаковой. Следует предположить, что именно поэтому показатели продуктивности ячменя, уровень урожая и качество зерна, на фоне изучавшихся способов обработок почвы варьировались незначительно (табл.1).

Таблица 1. Влияние способов основной обработки почвы на формирование урожая и качественных показателей зерна ячменя
Способ обработки почвыТип орудияУрожай зерна, ц/гаСодержание в зерне, %Пленчатость зерна, %Масса 1000 зерен, г
белкакрахмала
Отвальная вспашкаПН-4-35 (20-22 см)43,112,966,610,148,3
Плоскорезное рыхлениеКПГ-2-250 (20-22 см)42,012,861,210,246,6
КПЭ-2.8 (12-14 см)41,612,962,010,247,3
Безотвальная обработкаСибИМЭ (20-22 см)42,812,663,99,648,0
ПРН-31000 (20-22 см)43,012,663,79,448,3
Чизельная вспашкаП4-4,5 (20-22 см)43,812,862,89,747,8
НСР0,95 1,3-1,9    

Многолетними наблюдениями и исследованиями установлено, что в пределах одного календарного года при слишком раннем сроке сева ячменя и овса (в холодную, переувлажненную почву) в сравнении с оптимальным сроком сева (при физической спелости почвы, когда она хорошо крошится и рыхлится) происходило резкое снижение величины урожая, тогда как опаздание с севом на один день после оптимального срока, приводило к недобору урожая ячменя в среднем на 0,6-0,9 ц/га и овса на 0,3-0,4 ц/га, а в условиях засушливой весны к потере около 1,3-1,9 ц/га зерна.

Выявлено также, что качественные показатели зерна в зависимости от сроков сева претерпевали заметные изменения. Так, оптимальный срок сева способствовал некоторому увеличению содержания белка в зерне ячменя и овса по сравнению с его количеством в зерне более поздних и ранних сроков сева. Пленчатость зерна при этом, особенно у овса, заметно возрастала (табл.2).

Таблица 2. Влияние сроков сева ячменя и овса на формирование урожая и показателей качества зерна (модельный опыт)
Срок севаЯчменьОвес
урожай зерна, ц/гасодержание в зерне белкапленчатость зерна, %урожай зерна, ц/гасодержание в зерне белкапленчатость зерна, %
Ранний*6,914,610,211,713,233,4
Оптимальный39,314,910,134,313,433,1
С интервалом:
5 дней35,514,810,332,212,833,1
10 дней31,514,610,329,212,434,0
15 дней25,113,910,426,411,834,8
НСР0,951,8-2,3  2,0-2,1  
*После оттаивания почвы

Предпосевная инкрустация семян баковой смесью, состоящей из пленкообразователя, регуляторов роста и протравителя в современных технологиях выращивания зерновых культур относится к весьма важному элементу, который способствует повышению адаптации растений к стрессовым погодным ситуациям - варьированию низких и высоких температур, а также недостаточному уровню влагообеспеченности.

В наших опытах инкрустирование семян проводили 2% водным раствором полимера (натрий КМЦ), в который вводили исследуемые регуляторы роста. Рабочий раствор готовился из расчета 20 л воды на 1 т семян.

Наблюдения показали (табл.3), что полевая всхожесть семян ячменя и овса, обработанных стимулятором роста БИО-40 (амбиол), возрастала в среднем на 3-5%, количество побегов кущения и листьев увеличивалось, соотвественно, на 0,4-0,6 и 2,8-3,5 шт. на 1 растении; в фазе полного кущения масса сухого вещества таких растений в сравнении с контрольным была выше у ячменя на 18-24%, а у овса на 16-19%. В среднем за годы исследований прибавка урожая зерна ячменя при использовании амбиола составляла свыше 10%, что вполне укладывалось в рамки математической достоверности. В отношении овса нужно подчеркнуть, что его отзывчивость на обработку семян регуляторами роста проявилась более однозначно, прибавка урожая зерна не выходила за пределы 7%. Исследования также показали, что основные качественные параметры зерна ячменя и овса под влиянием инкрустации семян регуляторами роста практически не изменялись.

Таблица 3. Изменение величины урожая и показателей качества зерна ячменя и овса под влиянием инкрустации семян регуляторами роста
Регуляторы ростаДоза на 1т семянЯчменьОвес
Урожай зерна, ц/гасодержание в зерне белка,%пленча-тость зерна, %Урожай зерна, ц/гасодержание в зерне белка,%пленча-тость зерна, %
Контроль (семена обр. NаКМЦ)-31,214,49,534,914,733,0
Гумат натрия (эталон)1 кг32,914,49,635,814,532,8
БИО-40 (амбиол)10 мг34,414,59,637,414,833,6
НСР0,95 1,3-2,7  0,7-2,7  

В других полевых исследованиях инкрустирование семян ячменя и овса иными регуляторами роста - оксикарбамом, спирокарбаном и табодом обеспечивало неодинаковое варьирование урожая зерна обоих культур. Прибавки урожая зерна по годам заметно изменялись и, в целом, устойчивая и последовательная эффективность РР проявлялась лишь при обработке семян ячменя и овса препаратом оксикарбам. Прибавка урожая зерна от этого приема как на ячмене, так и на овсе формировалась на уровне 3,5-5,2 ц/га, тогда как эффективность остальных препаратов была очень низкой.

В отношении изменения показателей качества зерна ячменя и овса под влиянием изучаемых регуляторов роста можно констатировать, что содержание белка в зерне ячменя в сравнении с контрольным вариантом существенно возрастало (на 0,5-0,7%) при обработке семян практически всеми (за исключением табода) регуляторами роста. Однако по сравнению с эталоном (гуматом натрия) увеличение этого показателя не происходило. В содержании крахмала и пленчатости зерна ячменя по отношению к контролю и эталону под воздействием РР заметных изменений не наблюдалось. Несколько иной механизм действия регуляторов роста на качество зерна отмечен на культуре овса. Здесь препараты из группы спирокарбонов способствовали повышению белка в зерне на 0,2-0,3% в сравнении с контролем, в то время как под влиянием табода этот показатель увеличивался на 0,6%, а под воздействием гумата натрия и оксикарбама происходило снижение содержания белка в зерне овса. Четко прослеживалось и снижение уровня крахмалистости зерна под влиянием регуляторов роста группы спирокарбонов, тогда как пленчатость зерна не претерпевала заметных изменений.

Результаты изучения влияния других технологических факторов, в частности, азотных удобрений, на урожай и качество зерна ячменя при внесении в предпосевную культивацию и в фазу кущения растений (вразброс и локальным способом) показали, что по отношению к контролю (без удобрений) разбросной способ внесения удобрений обеспечивал в среднем формирование прибавок урожая зерна на уровне 2-2,4 ц/га, т.е. в пределах ошибки опыта. При локальном способе внесения этих удобрений продуктивность растений ячменя преимущественно была на уровне контрольного варианта или даже ниже (табл. 4).

Таблица 4. Влияние азотных удобрений при различных сроках и способах внесения на урожай и качество зерна ячменя
Сроки и способы внесения удобренийУрожай зерна, ц/гаСодержание, %Масса 1000 зерен,гПленчатость, %
белкакрахмала
Без удобрений(контроль)38,116,353,443,310,9
N10Р10K10 в рядки (эталон)41,316,454,143,811,0
N30 вразброс весной до посева40,116,954,844,311,0
N30 в фазу кущения вразброс40,316,954,644,310,8
N30 в фазу кущения локально сеялкой СЗ-3,637,516,954,644,511,0
НСР0,95 ц/га1,3-2,9    

Невысокая эффективность азотных удобрений при разбросном внесении в фазу кущения, а также практически отсутствие степени их влияния при локальном способе применения на изменение продуктивности растений ячменя объясняется скудными условиями увлажнения весеннего периода в годы исследований.

Практически в каждом из пяти лет проведения опытов в фазу всходы-кущение количество осадков варьировало в пределах 1,6-15,3 мм и поэтому удобрения, находясь в верхнем, быстро пересыхающем слое почвы, весьма слабо потреблялись растениями ячменя. Во-вторых, (в фазе кущения) при локальном способе внесения удобрений - лентами вдоль рядков, растения ячменя существенно травмировались дисковыми сошниками сеялки. Наблюдения показали, что в засушливых условиях весны, поврежденные сеялкой растений слабо отрастали, заметно отставали в развитии и, вследствие этого, формировали меньшую продуктивность. Результаты изучения влияния азотных удобрений при разных сроках и способах их внесения на качество зерна показали, что рассматриваемые приемы по отношению к контролю (без удобрений) практически в одинаковой степени способствовали повышению содержания в зерне белка (на 0,6-0,7%) и крахмала (на 1,2-1,4%), а также увеличению массы 1000 зерен (на 1,0-1,2 г); пленчатость зерна при этом изменялась незначительно.

В наших исследованиях изучалось также влияние опрыскивания растений ячменя и овса в фазу трубкования различными регуляторами роста - оксикарбамом, положительное влияние которого было установлено при полусухой обработке семян, а также препаратами - картолином, крезацином и гумисолом.

Необходимо отметить, что применение всех ранее изучаемых регуляторов роста (табл.5) для опрыскивания растений овса выявились мало эффективным приемом и не оправдало ожидаемых результатов. Прибавки урожая зерна этой культуры варьировали в пределах 0,9-2,9 ц/га по отношению к контролю и математически были не достоверны. На ячмене формирование наибольшей прибавки урожая зерна (4,0 ц/га) обеспечила обработка растений оксикарбамом, затем в равной степени были эффективны препараты картолин и крезацин, прибавки урожая составляли, соответственно, 3,2 и 3,0 ц/га. Опрыскивание растений водной вытяжкой из биогумуса (гумисол) также как и 2% раствором гумата натрия, используемого в качестве эталона, не способствовало дальнейшему повышению урожайности ячменя.

Таблица 5. Варьирование величины урожая и качества зерна ячменя и овса под воздействием опрыскивания растений регуляторами роста (фаза трубкования)
Регуляторы ростаДоза внесенияЯчменьОвес
Урожай зерна, ц/гаСодержание в зерне, %Пленчатость зерна, %Урожай зерна, ц/гаСодержание в зерне, %Пленчатость зерна, %
Контроль вода+NаКМЦ-44,114,456,27,837,811,935,929,2
Гумат натрия (эталон)200 г46,514,856,98,438,912,334,129,6
Оксикарбам10 г48,114,656,38,439,612,334,131,8
Картолин10 г47,314,856,68,038,712,434,429,1
Крезацин100 мг47,114,856,07,940,712,634,930,6
Водная вытяжка из биогумуса (гумисол)1:546,815,056,57,739,412,636,732,7
НСР0,95 2,1-2.9   1,83,2   

Анализ экспериментального материала по качеству зерна ячменя и овса, приведенного в табл. 5 позволяет заключить, что опрыскивание растений испытуемыми регуляторами роста по сравнению с контролем способствовало заметному повышению содержания белка в зерне ячменя (0,3-0,6%) и овса (0,4-0,7%), однако не превосходило по уровню эталон (гумат натрия). Содержание крахмала в зерне ячменя под воздействием регуляторов роста практически не изменялось, а у овса отмечено даже некоторое уменьшение этого показателя. Пленчатость зерна обоих культур под влиянием регуляторов роста варьировала в небольших пределах.

В последние годы успешное испытание в опытных учреждениях Украины прошли синтезированные регуляторы роста нового поколения типа фумар, триман, эмистим С, агростимулин и другие. В наших исследованиях указанные РР на культуре ярового ячменя обеспечивали стабильное достоверное повышение урожайности при некотором улучшении качественных показателей зерна - белковости и крахмалистости (табл.6).

Таблица 6. Влияние инкрустации семян и опрыскивания растений новейшими регуляторами роста на урожай и качество семян ярового ячменя
Регуляторы ростаИнкрустация семянОпрыскивание растений
Доза препарата, на 1 т семянУрожай зерна, ц/гасодержание,%Доза препарата на 1 т семянУрожай зерна, ц/гасодержание,%
белкакрахмалабелкакрахмала
Контроль-23,413,855,2-23,314,056,4

Гумат натрия (эталон)

1 кг25,513,955,0200 г24,814,456,5
Гумисол (эталон)10 л26,014,055,06 л25,314,356,5
Триман10 г26,214,553,95 г26,114,156,5
Фумар10 мл27,013,255,110 мг26,512,754,9
Эмистим С10 мл27,514,355,05 мл26,614,155,6
Агростимулин10 мл27,313,855,25 мл26,113,356,4
НСР0,95 1,3-2,2   1,4-1,7  

Результатами, полученными в полевых опытах, установлена неодинаковая сортовая реакция ячменя Донецкий 8, Зерноградский 373, Прерия на нормы высева и удобрения (табл.7).

Таблица 7. Урожай зерна сортов ячменя в зависимости от норм высева и удобрений, ц/га
Норма высеваДонецкий 8Зерноградский 373Прерия
123412341234
328,531,234,825,328,332,032,832,837,442,946,647,1
429,832,336,134,625,730,233,933,539,143,649,450,2
531,434,037,635,925,830,334,234,141,344,750,850,8
632,036,438,836,925,930,635,034,942,445,851,650,3

НСР0,95

для удобрений
1,7-1,91,9-2,41,1-1,8
для норм высева
1,5-2,31,6-2,22,5-2,8
Примечание: 1 - без удобрений, 2 - N30Р30K30, 3 - N60Р30K30, 4 - N90Р30K30.

Из данных табл. 7 видно, что при увеличении густоты растений изучаемых сортов ячменя наблюдалось устойчивая тенденция к повышению урожаев зерна практически на всех фонах минерального питания.

Однако при этом прибавки урожаев не выходили за пределы математической достоверности и были экономически нецелесообразны. Следует подчеркнуть, что независимо от норм высева сортов ячменя Донецкий 8, Зерноградский 373 и Прерия наибольшие прибавки урожая зерна, соответственно, 6,3-6,8 ц/га, 6,8-9,1 и 9,2-10,3 ц/га были зафиксированы на фоне внесения умеренных доз удобрений N60Р30K30. Как уменьшение дозы азота до 30 кг/га, так и увеличение ее до 90 кг/га на фоне фосфорно-калийного удобрения Р30K30 обуславливало различное варьирование прибавок урожая зерна.

Показатели качества зерна сортов ячменя под влиянием норм высева и удобрений претерпевали заметные изменения (табл. 8). Увеличение нормы азота в составе полного удобрения способствовало заметному увеличению содержания белка в зерне обоих сортов, что, несомненно, имеет важное практическое значение при выращивании ячменя на кормовые цели. Однако, при этом нецелесообразно увеличение нормы высева, что в результате обуславливает ухудшение показателей качества зерна - наблюдается уменьшение массы 1000 зерен, снижение белковости и увеличение пленчатости и крахмалистости.

Таблица 8. Влияние густоты растений и удобрений на качество зерна сортов ячменя
Удобренный фонНорма высева млн/гаДонецкий 8Зерноградский 373
содержание, %пленчатость, %Масса 1000 зерен, гсодержание, %пленчатость, %Масса 1000 зерен, г
белкакрахмалабелкакрахмала
Без удобрений314,053,89,144,913,252,39,345,3
613,554,69,244,513,055,09,544,7
N30Р30K30314,255,49,046,013,755,59,347,2
613,956,89,346,113,756,49,747,5
N90Р30K30315,653,39,447,115,456,19,748,2
615,254,29,646,815,356,79,948,6

Данные полевых опытов свидетельствуют, что как на удобренном фоне, так и при внесении удобрений урожай зерна всех изучаемых сортов овса повышался при увеличении нормы высева от 3 до 6 млн/га всхожих семян (табл. 9).

Таблица 9. Изменение величины урожая зерна различных сортов овса под воздействием норм высева и удобрений
Фон удобренийМирныйКубанскийСинельниковский 15
Нормы высева, млн/га
3,04,05,06,03,04,05,06,03,04,05,06,0
Без удобрений32,634,035,336,630,631,832,933,832,033,334,435,8
N60Р30K3035,136,637,238,634,335,236,738,835,837,138,640,4
N90Р60K6037,537,939,740,637,638,739,440,937,639,040,342,0
N120Р90K6038,240,041,542,337,438,540,641,840,841,943,245,0
НСР0,95 для удобрений1,0-3,21,9-2,71,7-2,5
для норм высева2,4-3,92,0-3,61,9-2,9

Из анализа данных табл. 9 следует, что среди изучавшихся сортов овса наиболее отзывчивым на удобрения выделились раннеспелый Кубанский и среднеспелый Синельниковский 15.

Прибавки урожая этих сортов в зависимости от норм высева на фоне внесения удобрений в дозе N60Р30K30 варьировали в пределах, соответственно, 3,4-5,0 и 3,8-4,8 ц/га, тогда как у сорта Мирный - 1,9-2,5 ц/га. При увеличении норм высева от 3 до 6 млн/га всхожих зерен наблюдалось также повышение урожая зерна, однако указанный рост величины урожая находился в пределах ошибки опыта.

Вносимые удобрения и нормы высева оказали заметное влияние на качество зерна овса изучавшихся сортов (табл.10).

Таблица 10. Варьирование качественных показателей зерна различных сортов овса в зависимости от густоты растений и удобрений
Фон удобренийНорма высева млн/гаСодержание белка, %Пленчатость зерна, %
МирныйКубанскийСинельниковский 15МирныйКубанскийСинельниковский 15
Без удобрений313,112,811,928,031,829,9
611,812,110,828,029,828,6
N60Р30K30314,913,613,427,830,629,2
613,413,313,127,330,629,0
N90Р60K60314,813,814,026,530,929,8
614,313,513,324,231,427,8
N120Р90K60315,213,914,226,630,128,7
614,113,713,525,029,729,0

Внесение полного минерального удобрения в дозах N60-120Р30-90K30-60 способствовало, в пределах изучаемых норм высева, увеличению белковости зерна сорта Мирный на 1,9-2,4%, сорта Кубанский на 1,1-1,4% и сорта Синельниковский 15 - на 2,0-2,5% при четкой тенденции уменьшения пленчатости зерна в зависимости от сорта на 0,4-2,6%.

Дальнейшее загущение посевов приводило к уменьшению как содержания белка, так и, в большинстве случаев, пленчатости зерна изучаемых сортов овса.

Испытания различных приемов защиты растений ячменя и овса от вредителей и болезней свидетельствуют, что на фоне предпосевного протравливания семян байтаном совместное использование фунгицида байлетона и инсектицида фозалона обеспечивало существенное повышение урожайности зерна ячменя. Однако наибольший эффект в годы развития инфекций и вредителей проявлялся от сочетания протравливания семян байлетоном и опрыскивания в фазу выхода растений в трубку баковой смесью, состоящей из байлетона, фозалона и регулятора роста. Практически аналогичная зависимость в действии изучаемых препаратов в эти же годы (за исключением байтана) наблюдалась и на формировании продуктивности растений овса. Результаты исследований показали, что основные показатели качества зерна ячменя и овса под воздействием изучаемых химических средств защиты растений практически не изменялись.

Комплекс приведенных исследований позволяет заключить:

- под влиянием изучавшихся способов основной обработки почвы урожай зерна ячменя варьировал незначительно, при этом и показатели качества зерна (содержание белка, крахмала, пленчатость) практически не изменялись;

- при слишком раннем сроке сева в сравнении с оптимальным наблюдалось резкое снижение урожая зерна ячменя и овса, тогда как при оптимальном сроке формировался наиболее высокий урожай зерна и происходило некоторое увеличение содержания белка в зерне по сравнению с более поздними и ранними сроками сева, при этом пленчатость, особенно у овса, заметно возрастала;

- азотные удобрения при разных дозах и способах их внесения в одинаковой степени способствовали повышению содержания в зерне белка и крахмала, пленчатость изменялась незначительно, локализация удобрений обуславливала, по техническим причинам, снижение продуктивности растений ячменя;

- формирование величины урожая зерна ячменя в значительной степени определялось положительным воздействием инкрустации семян регулятором роста - амбиол (прибавка урожая - 10%), отзывчивость растений овса на этот препарат оказалась менее однозначной (прибавка урожая составила 7%), содержание белка и пленчатость зерна под влиянием изучаемого фактора не изменялись;

- при опрыскивании растений ячменя в фазу трубкования регуляторами роста устойчивая их эффективность проявлялась у препаратов оксикарбам, картолин и крезацин, тогда как на овсе этот прием выявился мало эффективным;

- регуляторы роста нового поколения (фумар, триман, эмистим С, агростимулин) на культуре ярового ячменя обеспечивали стабильное повышение как урожайности, так и улучшение качественных показателей зерна (содержание белка, крахмала);

- при загущении растений сортов ячменя и овса наблюдалась тенденция к повышению урожайности зерна на всех фонах минерального питания, одновременно у ячменя происходило падение белковости зерна с увеличением его пленчатости и крахмалистости, а у овса - рост белковости зерна сопровождался тенденцией снижения пленчатости зерна в зависимости от сорта.

Мусатов А.Г., доктор сельскохозяйственных наук,

Семяшкина А.А., научный сотрудник, Дашевский Р.Ф., аспирант

Институт зернового хозяйства УААН, Днепропетровск

Реклама

Вход