WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Влияние систем защиты растений и уровня азотного питания на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в условиях центрального района нечерноземной зоны рф

На правах рукописи

Личко Александр Клементьевич

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ И УРОВНЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РФ

Специальности: 05.18.01. – технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства; 06.01.01. – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2011

Работа выполнена на кафедре хранения, переработки и товароведения продукции растениеводства ФГОУ ВПО Российского государственного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева и ГНУ ЦОС ВНИИА имени Д,Н, Прянишникова

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Новиков Николай Николаевич доктор сельскохозяйственных наук Ваулина Галина Ильинична
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Елисеева Людмила Геннадьевна доктор сельскохозяйственных наук, профессор Долгодворов Владимир Егорович

Ведущая организация: Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «31» мая 2011 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева» по адресу: 127550, г. Моска, ул. Тимирязевская, 49, Ученый совет (тел./факс: 8-495-976-24-92)

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке имени Н.И. Железнова ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Автореферат разослан «25» апреля 2011 г. и размещен на сайте университета www. timacad. ru.

Ученый секретарь

диссертационного совета Н.Н. Лазарев

Общая характеристика работы

Актуальность темы. По данным Федерального центра оценки безопасности и качества зерна и продуктов его переработки качество зерна в России продолжает снижаться. В отдельных регионах содержание клейковины в пшенице уменьшилось на 3-5 %. Резкое снижение качества зерна происходит и в регионах, традиционно производивших высококачественное зерно В 2008 г. в Южном федеральном округе доля низкокачественной пшеницы 4 класса составила 48 %, что больше чем в целом по стране на 11 %.

В связи со снижением качества зерна в основных зернопроизводящих регионах, в настоящее время остро стоит вопрос самообеспечения наиболее густонаселенного Центрального района Нечерноземной зоны зерном собственного производства, пригодным для хлебопечения (Ториков В.Е., Иванов А.Д., Горин А.В., 1999; Ториков В.Е, 2000). Однако для данного региона остается не решенной проблема качества зерна. Доля продовольственной пшеницы здесь составляет всего 50 %. Остаются не реализованными потенциальные возможности сортов в данном регионе и по урожайности, которая в 2004-2009 г.г. колебалась от 1,85 в 2005 г. до 2,45 т/га в 2008 г. (Агропромышленный комплекс России в 2009 г., 2010).

В современных условиях, при ограниченных ресурсах удобрений, их дороговизне, возрастает роль адаптивно-ландшафтного земледелия, его биологизации, интегрированного применения удобрений с агротехническими приемами повышения плодородия почв (Державин Л.М., Колокольцева И.В., Серегин В.В., 2000). Важнейшим фактором биологизации земледелия является использование многолетних бобово-злаковых трав в качестве предшественника, но при этом возникает необходимость уточнения отдельных агроприемов, способствующих повышению продуктивности и качества зерна озимой пшеницы в условиях ЦРНЗ. В частности нуждаются в уточнении дозы азотных удобрений и пути повышения их эффективности. Актуальным для данного региона является и поиск направлений рационального использования зерна IV, V классов.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось изучение совместного влияния уровня азотного питания и систем защиты растений на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы, выращиваемой по пласту многолетних бобово-злаковых трав в условиях ЦРНЗ, а также возможности стабилизации качества зерна для мукомольно-хлебопекарной промышленности методом его фракционирования по аэродинамическим свойствам. В задачи исследований входило:

– определить характер и степень совместного влияния различных доз азотных удобрений и систем защиты растений на урожайность озимой пшеницы;

– выявить влияние комплексного применения азотных удобрений и ХСЗР на физико-химические и хлебопекарные показатели качества пшеницы;

– изучить отзывчивость озимой пшеницы сортов Полесская безостая и Московская 39 на внесение азотных удобрений и применение средств химической защиты растений;

– установить влияние метеорологических условий в формировании урожая и качества зерна при комплексном применении азотных удобрений и средств защиты растений;

– экспериментально изучить возможности метода фракционирования зерна по аэродинамическим свойствам для улучшения показателей качества зерна озимой пшеницы;

– провести агроэкономическую оценку эффективности комплексного применения различных доз азотных удобрений и систем защиты растений при выращивании озимой пшеницы на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах;



– по результатам исследований дать рекомендации производству по повышению продуктивности и качества зерна озимой пшеницы в условиях ЦРНЗ.

Научная новизна. В полевых опытах показана возможность значительного повышения урожайности озимой пшеницы и окупаемости средств интенсификации производства в условиях Центрального района Нечерноземной зоны (ЦРНЗ) за счет комплексного применения удобрений и химических средств защиты растений (ХСЗР). Изучено влияние комплексного воздействия азотных удобрений и ХСЗР на фитосанитарное состояние посевов, структуру урожая и качество зерна. Определены оптимальные дозы азотных удобрений (на фоне Р60К120) и системы защиты растений, которые обеспечивают реализацию генетически обусловленного потенциала урожайности испытуемых сортов при выращивании пшеницы по бобово-злаковому предшественнику на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве. Установлены параметры изменчивости мукомольных и хлебопекарных показателей качества зерна в зависимости от сорта и метеорологических условий в период активной вегетации растений.

Установлена доля влияния различных доз азотных удобрений и систем защиты растений на величину урожая и физико-химические и хлебопекарные показатели качества зерна озимой пшеницы. Показана возможность получения качественного зерна озимой пшеницы при ее высокой урожайности в условиях ЦРНЗ. Изучена возможность улучшения технологических свойств зерна озимой пшеницы путем его аэродинамического фракционирования.

Практическая значимость работы. Установлены оптимальные условия комплексного применения азотных удобрений и средств защиты растений, обеспечивающие получение урожайности озимой пшеницы 5-6 т/га в неблагоприятные годы и 7,5-8,5 т/га в годы с оптимальным гидротермическим режимом в весенне-летний период вегетации растений.

Доказано, что в условиях ЦРНЗ при возделывании пшеницы на тяжелосуглинистых дерново-подзолистых среднеокультуренных почвах по пласту многолетних бобово-злаковых трав второго года пользования можно при высокой урожайности культуры получать зерно 3-го класса, пригодное для хлебопечения без улучшителей. Рассчитана экономическая эффективность применения различных систем защиты растений и доз азотных удобрений на фоне Р60К120.

Экспериментально обоснована возможность выделения путем аэродинамического фракционирования из партии проросшего зерна 66 % доброкачественного зерна, пригодного для хлебопечения и из зерна пшеницы сильного сорта, не реализовавшего свои потенциальные возможности в условиях ЦРНЗ, 33 % зерна, обладающего смесительной ценностью

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных конференциях молодых ученых и международных конференциях РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (2005, 2006, 2007 г.г.). По материалам диссертации опубликовано 6 статей, в том числе две статьи в журнале из перечня ВАК Минобразования и науки Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 207 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка и приложений.

Иллюстративная часть диссертации содержит 52 таблицы, 5 рисунков, 34 приложения. Библиографический список включает 294 источника, в том числе 24 зарубежных авторов.

Условия проведения опытов и методика исследований

Полевой опыт проводили на Центральной опытной станции ВНИИА в Барыбино (Московская обл.), лабораторные исследования – на кафедре хранения, переработки и товароведения продукции растениеводства РГАУ–МСХА имени К.А.Тимирязева в период с 2001 по 2010 г.г.

Стационарный полевой опыт ЦОС ВНИИА СИ -11/ 94 заложен на трех полях в 1994-1996 г.г. доктором с.-х. наук А.М. Алиевым и доктором с.-х. наук Г.И. Ваулиной. Площадь одного опытного поля составляет 1,15 га (110 м х 105 м) и включает 48 делянок (шестнадцать вариантов в трехкратной повторности). Площадь опытной делянки 168 м2 (6 м x 28 м), учетной – 54 м2 (2,25 м х 24 м).

Почва опытного участка дерново-подзолистая, тяжелосуглинистая, среднеокультуренная. Содержание гумуса в почве – 1,90 - 2,08 %, подвижных форм фосфора и калия (по Кирсанову) соответственно 134 - 167 и 125 - 165 мг/кг почвы, сумма поглощенных оснований 11,5 – 16,0 мг-экв/100 г почвы, гидролитическая кислотность 1,3 - 2,4 мг-экв/100 г почвы, рН сол. 5,4-6,1.

В опыте изучались два фактора «А» и «В». В качестве фактора «А» изучали 3 дозы азотного удобрения: 45, 90 и 135 кг д.в. на 1га (30 кг вносили осенью перед посевом, оставшуюся часть весной в фазу выхода в трубку согласно схеме опыта); в качестве фактора «В» – 3 системы защиты растений: минимальная (В1), интегрированная (В2) и стандартная (В3).

Минимальная система защиты растений включала предпосевное протравливание семян (препарат байтан-универсал в дозе 2 кг/т) и однократное применение гербицидов в начале фазы выхода в трубку (препарат диален против однолетних сорняков в дозе 1,2 л/га и лонтрел против однолетних и многолетних двудольных сорняков в дозе 0,3 л/га).

Интегрированная система защиты растений предусматривала применение ХСЗР на основании экономических порогов вредоносности и включала предпосевное протравливание семян (препарат байтан-универсал (2 кг/т), обработку посевов баковой смесью пестицидов в начале фазы выхода в трубку (гербициды диален (1,2 л/га) и лонтрел (0,3 л/га), фунгицид тилт (0,5 л/га), ретарданты ЦеЦеЦе ( 3,5 л/га) и кампозан (1,5 л/га), повторную обработку фунгицидом тилт (0,5 л/га) в фазу колошения-начала цветения.

Стандартная (рекомендованная) система защиты растений включала предпосевное протравливание семян (препарат байтан-универсал, 2 кг/т), обработку посевов баковой смесью пестицидов в начале фазы выхода в трубку (гербициды диален (1,2 л/га) и лонтрел (0,3 л/га), фунгицид тилт (0,5 л/га), ретардант ЦеЦеЦе (3,5 л/га).

В качестве контроля был вариант без удобрений (N0) и без систем защиты растений (B0). Во всех вариантах опыта в качестве фона применяли фосфорно-калийные удобрения Р60К120 (двойной суперфосфат и хлористый калий под предпосевную культивацию) В опыте вносился навоз дважды за ротацию севооборота (под вико-овес и кукурузу в дозах по 30 т/га).

Озимая пшеница во все годы исследований выращивалась по пласту многолетних бобово-злаковых трав второго года пользования в 2001-2003 г.г. (вторая ротация севооборота) и в 2007-2009 г.г (третья ротация севооборота).

Посев производили в агротехнические сроки. Норма высева – 6,5-7,0 млн. всхожих семян 1-й репродукции Глубина заделки семян – 4-5 см, Уборку урожая проводили в фазу полной спелости зерна в конце июля – начале августа, в 2003 г. из-за сильных дождей – в сентябре.

Материалом для исследований в опыте в 2001-2003 г.г. служил сорт озимой пшеницы Полесская безостая, в 2007-2009 г.г. – Московская 39.

Определение засоренности посевов, распространения и развития болезней проводили по методике ВИЗР.

Качество зерна оценивали по полной технологической схеме. Физико-химические показатели качества зерна, реологические свойства теста определяли по действующим стандартам. Массовую долю белка и зольность определяли на спектране. Для хлебопекарной оценки получали муку 70 % выхода. Пробную лабораторную выпечку хлеба проводили безопарным методом с интенсивным замесом теста по методике ВЦОКС.

Окончательную оценку качества зерна озимой пшеницы делали по совокупности показателей в соответствии с ГОСТ Р 52554-2006 и классификационными нормами, применяемыми ВЦОКС при сортоиспытании. Анализ полученных данных проводился с использованием методов дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа.

Для фракционирования зерна по аэродинамическим свойствам использовали аспиратор «Петкус». Из исходного зерна выделили 3 фракции различных по плотности: легкую – скорость витания 9,4 м/с, среднюю – скорость витания 9,8-10 м/с и тяжелую – скорость витания более 10,0 – 10,8 м/с.

Материалом для исследований служили 5 сортов озимой пшеницы: Московская 39 (сорт сильной пшеницы), Инна (сорт ценной пшеницы), Памяти Федина, Лютесценс 33, Полесская безостая.

Метеорологические условия в годы исследований были контрастными. Практически каждый год складывались экстремальные условия в отдельные периоды жизни растений. Так в зимний период 2000-2001 и 2002-2003 г.г. наблюдались неблагоприятные условия перезимовки растений, что способствовало изреживанию посевов и снижению урожайности. В целом первый период вегетации (ответственный за урожайность) от начала весенней вегетации до цветения проходил в условиях избыточного увлажнения в 2001 г. и дефицита влаги – в 2002, 2007 и 2009 г.г.

Второй период (ответственный за качество зерна) – от цветения до полной спелости проходил в экстремальных условиях в 2001 г. Сумма осадков превышала среднемноголетний уровень (100 мм) на 72 %. Оптимальные условия для формирования качественного зерна сложились в 2003, 2007, 2008 г.г.. В 2002 и 2009 г.г. температурно-влажностные условия в период налива зерна так же были благоприятные, но в период от начала весеннего отрастания до цветения наблюдался сильный дефицит влаги.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Фитосанитарное состояние посевов, урожайность озимой пшеницы в зависимости от уровня азотного питания и систем защиты растений

В посевах сортов Полесская безостая и Московская 39 преобладали малолетние сорные растения, такие как ромашка непахучая, марь белая, звездчатка, пастушья сумка, горец вьюнковый и птичий, из многолетников – осот полевой, бодяк полевой, одуванчик лекарственный. Численность многолетних сорняков в посевах озимой пшеницы в фазу выхода в трубку в 2001-2003 г.г. находилась в пределах 23-30 шт./м2, малолетних – 254-269 шт./м2, в 2007-2009 г.г. соответственно – 16-20 и 144-156 шт./м2.

В вариантах с внесением азотного удобрения наблюдалось увеличение засоренности посевов сорта Полесская безостая в 2001-2003 г.г. на 5-10 %, сорта Московская 39 в 2007-2009 г.г. на 10-15%. Сырая масса сорняков в блоке без защиты растений на удобренных делянках увеличивалась в 1,5-1,7 раза (табл. 1).

Обработка посевов озимой пшеницы баковой смесью гербицидов снижала засоренность в блоке В1 в среднем в 2001-2003 г.г. на 88,2 %, в 2007-2009 г.г. – на 90,8 %; баковой смесью пестицидов и регуляторов роста при интегрированной и стандартной системах защиты – в 2001-2003 г.г. на 91,3 и 91,6 %, в 2007- 2009 г.г. на 93,1 и 91,6 %.

Таблица 1. Влияние средств химизации на засоренность посевов озимой пшеницы сортов Полесская безостая и Московская 39 перед уборкой (средние данные за 2001-2003 и 2007-2009 г.г.)

Дозы азота на фоне Р60К120 Количество сорняков, шт./м2 Сырая масса сорняков, г/м2
В0 В1 В2 В3 В0 В1 В2 В3
Полесская безостая
N0 370 51 33 32 1152 113 120 97
N45 397 43 32 32 1340 135 207 115
N90 396 41 28 32 1868 195 188 205
N135 392 47 41 35 1990 193 225 226
Среднее по В 391 46 34 33 1588 159 180 161
НСР05 по В 45 600
НСР05 по N 40 495
Московская 39
N0 115 10 8 10 336 32 30 40
N45 131 13 8 12 422 48 43 51
N90 133 13 9 11 501 43 53 56
N135 148 14 10 11 569 45 60 60
Среднее по В 131 12 9 11 457 42 46 52
НСР05 по В 42 258
НСР05 по N 12 32

Контроль за фитосанитарным состоянием посевов озимой пшеницы показал, что основными болезнями в посевах были септориоз, фузариоз, мучнистая роса, корневые гнили. Наибольшее поражение мучнистой росой, септориозом листьев и колоса в фазу молочно-восковой спелости зерна отмечено в избыточно влажном 2001 году, наименьшее в засушливых 2002 и 2009 г.г.

Применение азотного удобрения способствовало распространению болезней в посевах обоих сортов (табл. 2).

В 2001-2003 г.г. внесение азота в дозах 90 и 135 кг/га увеличивало пораженность колоса мучнистой росой в блоке без защиты растений В0 на 10% и 15% соответственно, септориозом флаг-листа – на 5 и 6 %, септориозом колоса – на 39 и 40 %, фузариозом колоса – на 5 и 86 % и корневыми гнилями на 17 и 33 %. Более густые посевы сорта Московская 39 в 2007-2009 г.г. по сравнению с изреженными в результате неблагоприятных условий перезимовки посевов сорта Полесская безостая сильнее страдали от болезней при улучшении азотного питания: пораженность септориозом флаг-листа на удобренных делянках увеличивалась на 18 и 22 %, колоса – на 45 и 34 %, фузариозом колоса – на 157 и 228 %, корневыми гнилями – на 266 и 400 %.

Протравливание семян перед посевом препаратом байтан-универсал снижало пораженность септориозом флаг-листа и колоса, фузариозом колоса, корневыми гнилями в блоке В1 в 2001-2003 г.г. соответственно на 44,5, 21, 28 и 29 % по сравнению с блоком В0, в 2007- 2009 г. – на 53, 31, 29 и 33 %. Стандартная система защиты растений снижала заболеваемость этими болезнями в 2001 -2003 г. г. на 80, 70, 72 и 71 %, в 2007-2009 г. г. – на 90, 78, 71 и 67 %. Еще больший эффект получен от интегрированной системы защиты растений. Двукратная обработка посева озимой пшеницы фунгицидами в значительной степени предохраняла растения от поражения септориозом и корневой гнилью и флаг-лист долгое время находился в функционирующем состоянии, что благоприятно повлияло на урожайность.

Таблица 2. Влияние уровня азотного питания и ХСЗР на пораженность болезнями озимой пшеницы в фазу молочно-восковой спелости зерна (средние данные за 2001-2003 и 2007-2009 г.г.)

Варианты опыта Септориоз, % Фузариоз колоса, % Корневые гнили, балл Септориоз, % Фузариоз колоса, % Корневые гнили, балл
флаг- лист колос флаг- лист колос
Полесская безостая Московская 39
В0 44,0 7,9 2,1 0,6 46,0 6,7 0,7 0,3
В1 21,7 7,3 1,8 0,5 21,8 4,6 0,5 0,2
В2 7,5 2,6 0,2 0,1 3,7 0,6 0 0
В3 8,0 3,2 0,5 0,2 4,5 1,5 0,2 0,1
НСР 05 7,5 3,6 1,4 0,4 8,9 1,3 1,0 0,7
N0 44,0 7,9 2,1 0,6 46,0 6,7 0,7 0,3
N45 45,0 10,6 1,7 0,6 51,0 9,5 0,9 0,5
N90 46,2 11,0 2,2 0,7 54,2 9,7 1,8 1,1
N135 46,5 11,1 3,9 0,8 56,2 9,0 2,3 1,5
НСР 05 3,6 1,1 0,8 0,2 4,2 1,0 1,0 0,6

Таким образом, ХСЗР снижая засоренность, пораженность посевов болезнями и повышая устойчивость растений к полеганию, улучшали фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы и обеспечивали более полное использование растениями питательных веществ удобрений.

Урожайность озимой пшеницы сорта Полесская безостая в зависимости от метеорологических условий и средств химизации колебалась в годы исследований от 1,23 (2001 г.) до 6,10 т/га (2009 г.), сорта Московская 39 – от 3,02 (2009) до 8,66 т/га (2008 г). Азотное удобрение повышало урожайность, но его эффективность в значительной степени определялась метеорологическими условиями (табл.3).

В избыточно влажном 2001 г. прибавки от всех изучаемых доз азотного удобрения без ХСЗР были не существенны. В 2007 и 2008 г. г. эффективной оказалась только минимальная доза азота. В засушливые годы (2002, 2003 и 2009 г.г.) применение всех изучаемых доз азотного удобрения повышало урожайность пшеницы. В среднем за 2001-2003 и 2007-2009 г.г. внесение азота в дозах 45, 90 и 135 кг/га увеличивало урожайность сорта Полесская безостая на 0,48, 0,69 и 0,90 т/га (соответственно на 29, 41 и 54 %), сорта Московская 39 – на 1,22, 1,13 и 1,32 т/га (35, 33 и 38 %).

Таблица 3. Влияние уровня азотного питания и ХСЗР на урожайность озимой пшеницы сортов Полесская безостая и Московская 39, т/га (средние данные за 2001 - 2003 и 2007 - 2009 г.г.).

Дозы азота по фону Р60К120 Блоки защиты Среднее по N, т/га Прибавка от N,т/га Прибавка от В в зависимости от доз азота
В 0 В 1 В 2 В 3
1* 2 1 2 1 2 1 2 В1 В2 В3
Полесская безостая
N0 1,68 - 2,95 - 3,11 - 2,68 - 2,60 - 1,27 1,43 1,00
N45 2,16 0,48 3,68 0,73 4,27 1,16 3,89 1,21 3,50 0,90 1,52 2,11 1,73
N90 2,37 0,69 4,12 1,17 5,08 1,97 4,65 1,97 4,06 1,46 1,75 2,71 2,28
N135 2,58 0,90 4,44 1,49 5,40 2,29 5,09 2,41 4,38 1,78 1,86 2,82 2,51
Среднее по В 2,19 0,69 3,80 1,13 4,46 1,81 4,08 1,86 1,60 2,26 1,88
НСР05 по В = 1,1 т/га, НСР05 по N = 0,47т/га, НСР05 по главному эффекту В = 1,1 т/га, НСР05 по N и взаимодействию = 0,24 т/га
Московская 39
N0 3,47 - 4,52 - 5,42 - 4,94 - 4,59 - 1,05 1,95 1,47
N45 4,69 1,22 5,66 1,14 6,41 0,99 5,99 1,05 5,69 1,10 0,97 1,72 1,30
N90 4,60 1,13 6,00 1,48 7,63 2,21 7,01 2,07 6,28 1,69 1,40 3,03 2,41
N135 4,79 1,32 6,01 1,49 7,46 2,04 7,07 2,10 6,34 1,75 1,22 2,67 2,28
Среднее по В 4,39 5,52 6,73 6,25 1,12 2,34 1,86
НСР05 по В = 0,79 т/га, НСР05 по N = 0,65т/га, НСР05 по главному эффекту В = 0,54 т/га, НСР05 по N и взаимодействию = 0,33т/га




1*. урожайность, т/га, 2**– прибавка урожайности

Значительно больший вклад в повышение урожайности внесли химические средства защиты растений. Обработка посевов сорта Московская 39 баковой смесью гербицидов, фунгицидов и ретардантов (интегрированная система защиты) позволила по фону Р60К120 в среднем за три года получить 5,42 т зерна с 1 га. Это доказывает, что значительное накопление биологического азота в почве предшественником – многолетними бобовыми травами способно при определенных условиях защиты растений формировать высокие урожаи зерна без дополнительного внесения азота в виде удобрений.

Химические средства защиты растений во все годы исследований повышали эффективность азотного удобрения в 1,5- 2,1 раза. Лучшие результаты были получены при интегрированной системе защиты растений. Комплексное применение азота в дозах 90 и 135 кг/га (на фоне Р60К120) и интегрированной системы защиты растений позволило даже в экстремальных условиях 2001-2003 г.г. получить урожайность пшеницы сорта Полесская безостая соответственно 5,08 и 5,40 т/га. Урожайность пшеницы сорта Московская 39 при этом составила 7,63 и 7,46 т /га.

При выращивании озимой пшеницы сортов Полесская безостая и Московская 39 по пласту бобово-злаковых трав оптимальной дозой азота является 90 кг/га. Прибавка зерна от обработки посева ХСЗР (блок В2) и применения азота в дозе 90 кг/га по фону Р60К120 по отношению к В0N0 (без защиты и без азота) в среднем за 2001-2003 г.г. составила 3,40 т/га, за 2007-2009 г.г. 4,16 т/га, т.е. урожайность пшеницы увеличилась в 3,0 и 2,2 раза.

Структура урожая. Продуктивный стеблестой у сорта Полесская безостая в 2001-2003 г.г. колебался от 193 до 782 шт./м2, озерненность колоса от 18,5 до 29,4 шт., масса зерна с одного колоса от 0,53 до 1,03 г; у Московской 39 в 2007-2009 г.г. соответственно – от 588 до 890 шт./м2, от 18 до 43 шт., и от 0,52 до 0,96 г. Азотное удобрение и ХСЗР повышали все показатели структуры урожая, но эффективность их сильно колебалась в зависимости от метеорологических условий. В годы с нормальным и избыточным увлажнением (2008 и 2001 г.г.) эффективность применения азотного удобрения была минимальная, а ХСЗР – максимальная, в засушливые годы (2002 и 2009 г.г.) – наоборот, увеличивалась эффективность внесения азота, снижалась – ХСЗР. В среднем за 3 года (2001-2003 г.г. и 2007-2009 г.г.) максимальные значения всех показателей структуры урожая были при комплексном применении азота в дозе 90 кг/га (на фоне Р60К120) и интегрированной системы защиты растений.

Влияние систем защиты растений и уровня азотного питания на физико-химические показатели качества зерна озимой пшеницы

Физико-химические показатели, косвенно характеризующие мукомольные свойства зерна (масса 1000 зерен, выравненность, натура, зольность) мало изменялись под влиянием изучаемых доз азотного удобрения и систем защиты растений (коэффициенты вариации этих показателей меньше 10). На них большее влияние оказывали погодные условия, о чем свидетельствуют высокие эмпирические корреляционные отношения ( = 0,70-0,96).

Погодные условия меньше влияли на стекловидность и массу 1000 зерен. У обоих сортов установлена умеренная связь стекловидности с дозами азотного удобрения ( = 0,59-0,62). В среднем за три года стекловидность зерна сорта Полесская безостая под влиянием повышенных доз азота (90 и 135 кг/га) увеличивалась на 6-7 %, у сорта Московская 39 –всего на 3 %. Под влиянием ХСЗР наблюдалась только тенденция к улучшению этого показателя.

Дисперсия массы 1000 зерен у сорта Полесская безостая в большей степени была связана с влиянием ХСЗР ( = 0,47), у сорта Московская 39 связь была слабая как с дозами азота, так и с ХСЗР. Показатель натуры зерна у сорта Полесская безостая мало изменялся под влиянием изучаемых факторов, у сорта Московская 39 повышался на 6 -16 г/л

Значительно большая изменчивость под влиянием средств химизации выявлена у показателей, косвенно характеризующих хлебопекарные свойства пшеницы.

Содержание белка в зерне сорта Полесская безостая в годы исследований колебалось от 9,00 до 15,21 %, в зерне сорта Московская 39 от 10,7 до 14,34 %.

Этот показатель под влиянием минимальной дозы азотного удобрения увеличивался незначительно (табл. 4).

Таблица 4. Массовая доля белка в зерне пшеницы сортов Полесская безостая и Московская 39 в зависимости от уровня азотного питания и систем защиты растений, %, (средние данные за 2001 - 2003 и 2007 - 2009 г.г)

Дозы азота по фону Р60К120 Блоки защиты Среднее по N, % Прибавка от N,% Прибавка от В в зависимости от доз азота
В0 В1 В2 В3 В1 В2 В3
Полесская безостая
N0 11,01 11,56 11,62 11,83 11,50 0,55 0,61 0,82
N45 11,74 11,63 11,81 12,11 11,82 0,32 -0,11 0,07 0,37
N90 12,71 12,55 12,88 13,01 12,79 1,29 -0,16 0,17 0,30
N135 13,34 13,12 13,34 13,62 13,36 1,86 -0,22 0 0,28
Среднее по В 12,20 12,22 12,41 12,64 -0,02 0,21 0,44
НСР05 по В = 1,78 %; НСР05 по N = 1,06 %; НСР05 по главному эффекту В = 1,59 %, НСР05 по N и взаимодействию = 0,53 %
Московская 39
N0 11,68 12,36 12,24 11,81 12,02 - 0,68 0,56 0,13
N45 12,17 12,65 12,78 12,24 12,46 0,44 0,48 0,61 0,07
N90 12,44 13,25 13,34 13,19 13,06 1,04 0,81 0,90 0,75
N135 12,71 13,78 13,66 13,43 13,40 1,38 1,07 0,95 0,72
Среднее по В 12,25 13,01 13,00 12,67 0,76 0,76 0,42
НСР05 по В = 1,01 % НСР05 по N = 0,84 %; НСР05 по главному эффекту В = 0,68 %, НСР05 по N и взаимодействию = 0,42 %

Достоверные прибавки в среднем за три года получены только от удвоенной и утроенной доз азота (90 и 135 кг/га): 1,7 и 2,3 % в зерне сорта Полесская безостая и 0,8 и 1,0 % в зерне сорта Московская 39. На фоне применения ХСЗР эффективность азотного удобрения у сорта Полесская безостая снижалась, у сорта Московская 39 – повышалась. О влиянии ХСЗР на уровень белковости зерна получены противоречивые данные. Во влажном 2001 г. химическая прополка снизила содержание белка в зерне сорта Полесская безостая на 1,67 %, интегрированная система защиты растений – на 1,49 и стандартная – на 1,25 %. В благоприятном 2008 г. применение гербицидов увеличивало уровень белковости зерна, а обработка посевов баковой смесью пестицидов и регуляторов роста – снижала. В остальные годы наблюдалось тенденция к увеличению уровня белковости зерна.

Сбор белка с 1 га от применяемых средств химизации колебался в широком диапазоне: у сорта Полесская безостая от 157 до 616 кг, у сорта Московская 39 – от 352 до 896 кг. Максимальный сбор белка с 1 га был получен при комплексном применении азота в дозах 90 и 135 кг/га и пестицидов при интегрированной системе защиты растений – 560 и 616 кг/га у сорта Полесская Безостая и 876 и 896 кг /га у сорта Московская 39. По сравнению с абсолютным контролем (В0N0) сбор белка в этих вариантах увеличился в 3,6 и 3,9 раза у сорта Полесская безостая и в 2,5 и 2,5 раза у сорта Московская 39.

Массовая доля клейковины в зерне сорта Полесская безостая в зависимости от условий выращивания пшеницы колебалась от 16,6 до 31,4 %, в зерне сорта Московская 39 – от 19,2 до 31,2 %. Большое влияние на изменчивость этого показателя оказали погодные условия.

Применение азота в дозах 90 и 135 кг/га в среднем за три года увеличивало содержание клейковины в зерне сорта Полесская безостая на 5,0 и 6,4 %, в зерне сорта Московская 39 –на 2,6 и 3,1 % (табл.5)

У сорта Московская 39 прибавка массовой доли клейковины на фоне минимальной системы защиты увеличилась до 5,1 и 6,3 %, на фоне интегрированной – до 4,8 и 5,4 % и на фоне стандартной – до 4,5 и 4,9 %. Увеличение количества клейковины под влиянием азотного удобрения и ХСЗР сопровождалось снижением качества клейковины.

Таблица 5. Массовая доля клейковины в зерне сортов Полесская безостая и Московская 39 в зависимости от уровня азотного питания и систем защиты растений, %, (средние данные за 2001 - 2003 и 2007 - 2009 г.г.)

Дозы азота по фону Р60К120 Блоки защиты Среднее по N, % Прибавка от N,% Прибавка от В в зависимости от доз азота
В0 В1 В2 В3 В1 В2 В3
Полесская безостая
N0 20,1 21,9 22,2 22,1 21,6 - 1,8 2,1 2,0
N45 22,7 23,0 24,3 23,6 23,4 1,8 0,3 1,6 0,9
N90 25,1 26,3 26,0 26,0 25,8 4,2 1,2 0,9 0,9
N135 26,5 27,1 27,7 27,0 27,1 5,5 0,6 1,2 0,5
Средняя по В 23,6 24,6 25,0 24,7 1,0 1,4 1,1
НСР 05 по В = 4,6 %; НСР05 по N = 2,6 %; НСР05 по главному эффекту В = 4,3 %, НСР05 по N и взаимодействию = 1,3 %
Московская 39
N0 22,2 24,2 24,0 22,8 23,3 - 2,0 1,8 0,6
N45 23,8 25,7 25,6 24,4 24,9 1,6 1,9 1,8 0,6
N90 24,8 27,3 27,0 26,7 26,4 3,1 2,5 2,2 1,9
N135 25,3 28,5 27,6 27,1 27,1 3,8 3,2 2,3 1,8
Среднее по В 24,0 26,4 26,0 25,2 2,4 2,0 1,2
НСР05 по В = 2,6 %; НСР05 по N = 2,0 %; НСР05 по главному эффекту В = 2,0 %, НСР05 по N и взаимодействию = 1,0 %

У сорта Полесская безостая клейковина становилась 2-ой группы качества, у сорта Московская 39 ослабление клейковины не приводило к снижению группы качества.

Показатель числа падения во все годы исследований (за исключением 2003 г.) у обоих сортов был высокий (свыше 300 и 400 с), что свидетельствует о низкой активности -амилаз. Какой-либо четкой закономерности в изменении этого показателя под влиянием азотного удобрения и ХСЗР не выявлено.

Реологические свойства теста и хлебопекарные достоинства муки, полученной из зерна озимой пшеницы, выращенной при разных уровнях азотного питания и различных системах защиты растений

Физические характеристики теста из муки изучаемых сортов пшеницы были подвержены сильной вариации под влиянием изучаемых факторов (табл. 6). Так, у сортов Полесская безостая и Московская 39 показатель водопоглощения колебался соответственно от 62,8 до 67,7 см3 и от 63,4 до 66,6 см3, время образования теста – от 1,0 до 5,5 мин и от 3,0 до 6,5 мин, устойчивость теста – от 1,0 до 6,5 мин и от 7,0 до 9,5 мин, показатель степени разжижения теста – от 80 до 190 и от 100 до 140 ЕВ, валориметрическая оценка – от 38 до 60 и от 45 до 62 ев, максимально избыточное давление – от 63 до 127 и от 72 до 98 мм, энергия деформации теста – от 86 до 207 и от 215 до 320 (х10-4) Дж.

Таблица 6. Физические характеристики теста из муки сорта Полесская безостая (средние данные за 2001 и 2002 г.г) и Московская 39 (2008 г.) в зависимости от уровня азотного питания и систем защиты растений

Вариант опыта Максимально избыточное давление, Р мм Показатель формы кривой, Р/L Энергия деформации теста, W (х10-4) Дж Степень разжижения, ЕВ Валориметри-ческая оценка, е.в.
Полесская безостая Москов- ская 39 Полесская безостая Москов- ская 39 Полесская безостая Москов- ская 39 Полесская безостая Москов- ская 39 Полесская безостая Москов- ская 39
В0N0 65 80 1,6 1,1 99 245 140 125 38 45
В0N45 80 72 2,2 1,0 112 240 130 120 46 50
В0N90 90 90 2,6 1,3 130 270 125 110 48 57
В0N135 106 85 2,4 1,6 180 225 95 100 56 60
Средние по В0 85 82 2,2 1,2 130 245 122 114 47 53
В1N0 80 92 2,3 1,0 114 280 142 110 37 51
В1N45 89 94 2,6 0,9 122 282 128 110 42 58
В1N90 88 98 1,6 1,4 168 320 120 100 46 62
В1N135 106 90 2,9 1,2 172 300 92 100 50 55
Средние по В1 91 94 2,4 1,1 144 295 120 105 44 56
В2N0 68 81 1,9 1,4 93 220 152 130 38 49
В2N45 75 98 1,7 1,4 124 235 155 140 42 48
В2N90 86 88 2,0 1,4 142 255 122 110 48 50
В2N135 88 75 1,8 1,2 158 215 102 120 52 50
Средние по В2 79 86 1,8 1,3 129 231 133 125 45 49
В3N0 78 74 2,0 1,1 110 225 145 130 38 48
В3N45 76 80 1,8 1,2 120 230 150 120 40 49
В3N90 102 78 2,6 1,3 164 220 115 120 48 52
В3N135 108 79 2,4 1,4 188 210 112 100 50 60
Средние по В3 91 78 2,2 1,2 145 221 130 118 44 52
Средние по опыту 86 85 2,2 1,2 132 248 126 116 45 53

У обоих сортов применение всех доз азотного удобрения на фоне Р60К120 улучшало структурно-механические свойства теста. У сорта Полесская безостая в среднем за 2 года степень разжижения теста снижалась со 140 до 95 ЕВ, у сорта Московская 39 – со 125 до 100 ЕВ, показатель валориметрической оценки увеличивался соответственно с 38 до 56. и с 45 до 60 е.в, энергия деформации – с 99 до 180 и с 245 до 270 (х10–4) Дж. Системы защиты растений меньше влияли на физические характеристики теста. Можно отметить тенденцию к улучшению физических характеристик теста при использовании гербицидов и к ухудшению – фунгицидов и ретардантов.

Хлебопекарная оценка муки, полученной из зерна сорта Полесская безостая приведена в табл. 7.

Таблица 7. Результаты хлебопекарной оценки муки из зерна сортов Полесская безостая (средние данные за 2001-2002 гг.) и Московская 39 (2008 г)

Дозы азота на фоне Р60К120 В0 В1 В2 В3
Объемный выход хлеба, см3 Общая хлебо-пекарная оценка, балл Объемный выход хлеба, см3 Общая хлебо-пекарная оценка, балл Объемный выход хлеба, см3 Общая хлебо-пекарная оценка, балл Объемный выход хлеба, см3 Общая хлебо-пекарная оценка, балл
Полесская безостая
N0 700 3,5 707 3,4 682 3,3 718 3,4
N45 700 3,6 730 3,4 715 3,3 738 3,6
N90 740 3,8 738 3,8 742 3,6 750 3,7
N135 780 3,9 775 3,9 735 3,8 785 3,9
Среднее по В 730 3,7 737 3,6 718 3,5 747 3,6
Московская 39
N0 900 4,4 900 4,5 880 4,3 950 4,4
N45 910 4,4 910 4,5 890 4,4 955 4,4
N90 905 4,4 925 4,5 915 4,5 965 4,1
N135 880 4,4 890 4,0 915 4,5 910 4,3
Среднее по В 899 4,4 906 4,4 900 4,4 945 4,3

Объемный выход хлеба был небольшой: в 2001 г. находился в пределах 615-711 см3, в 2002 г. – 750-860 см3.. Общая хлебопекарная оценка колебалась в 2001 г. от 3,4 до 3,9 баллов, в 2002 г – от 3,2 до 3,9 баллов. Минимальные значения этих показателей были во всех блоках в варианте без азотного удобрения., максимальные – при дозах азота 90 и 135 кг/га.

Следует отметить тенденцию к снижению объемного выхода хлеба при использовании интегрированной системы защиты.

В вариантах без азота и при минимальной дозе азотного удобрения поверхность хлеба была бугристая, при повышенных дозах азотных удобрений – ровная. Форма хлеба, полученного из зерна, выращенного на удобренных азотом делянках, улучшалась от полуовальной до овальной. По состоянию мякиша различий не было выявлено: пористость хлеба во всех вариантах опыта была мелкая, тонкостенная, неравномерная, мякиш эластичный, хорошо восстанавливаемый светлого цвета с желтоватым оттенком. Применение азота в дозе 90 кг/га повышало общую хлебопекарную оценку до 3,8 баллов в блоках В0 и В1, в дозе 135 – до 3,9 баллов во всех блоках (кроме В2) т.е. оценка хлеба повышалась до хорошей.

Объемный выход хлеба из муки сорта Московская 39 колебался в пределах 880-965 см3. Удобрения незначительно улучшали объемный выход хлеба. При использовании утроенной дозы азота получены противоречивые данные. В блоке В0, В1 и В3 наблюдалась тенденция к снижению объемного выхода хлеба, в блоке В2 – небольшому улучшению. Химические средства защиты растений тоже оказали неоднозначное влияние. В блоке В3 наметилась тенденция к улучшению этого показателя, а при использовании баковой смеси пестицидов и ретардантов при интегрированной защите растений – к снижению. На фоне внесения азотного удобрения это негативное влияние снижалось.

В целом по объемному выходу хлеба пшеницу сорта Московская 39 можно охарактеризовать как хороший филлер. Общая хлебопекарная оценка хлеба колебалась незначительно – от 4,1 до 4,6 баллов, т.е была или хорошая или отличная.

Улучшение технологических свойств зерна пшеницы путем аэродинамического фракционирования

Анализ физико-химических показателей качества зерна озимой пшеницы и показателей физических характеристик теста показал, что пшеница всех сортов урожая 2003 г. из-за высокой активности -амилазы (61с) была непродовольственной; пшеница урожая 2004 г. сортов Полесская безостая, Памяти Федина и Лютесценс 33 не отвечала требованиям мукомольной промышленности по натуре и массовой доле клейковины, сорта сильной и ценной пшеницы Московская 39 и Инна урожая 2004 г. не реализовали своих потенциальных возможностей в условиях ЦРНЗ и не могли быть использованы в качестве улучшителя, т.е. необходим был прием обогащения зерна.

Результаты фракционирования зерна по аэродинамическим свойствам приведены в таблице 8.

Таблица 8. Влияние фракционирования зерна по аэродинамическим свойствам на физико-химические показатели качества зерна озимой пшеницы урожая 2003 и 2004 г.г.

Сорт Фракция Масса 1000 зерен, г Натура, г/л Выравнен- ность, % Стекловид- ность, % Число падения, с Клейковина Плотность, г/см3
массовая доля, % качество, ед. ИДК
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2003 г.
Полесская безостая Легкая 38,7 689 97,9 23 61 31,6 85 1,28
Средняя 45,0 750 99,9 39 61 33,2 81 1,34
Тяжелая 47,0 761 100,0 35 62 33,8 79 1,38
Исходное зерно 43,4 730 98,9 34 61 33,0 84 1,28
Памяти Федина Легкая 36,6 731 97,2 33 61 29,0 76 1,26
Средняя 40,6 770 99,8 36 76 29,5 64 1,35
Тяжелая 42,7 776 100,0 43 89 31,0 58 1,37
Исходное зерно 40,1 754 98,9 38 65 29,8 64 1,34

Продолжение таблицы 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Москов-ская 39 Легкая 36,9 729 96,1 33 61 27,3 77 1,30
Средняя 42,4 758 99,8 40 61 28,2 74 1,38
Тяжелая 43,6 765 99,9 38 80 29,4 67 1,40
Исходное зерно 41,0 746 99,1 37 63 28,5 74 1,37
Инна Легкая 39,1 718 96,2 20 61 23,8 68 1,29
Средняя 52,2 748 99,5 31 61 25,7 64 1,33
Тяжелая 54,5 762 99,7 34 63 26,4 65 1,37
Исходное зерно 48,4 738 98,4 30 63 25,0 67 1,34
Лютес-ценс 33 Легкая 40,6 710 97,2 22 61 22,7 72 1,27
Средняя 45,8 752 98,8 32 61 25,1 69 1,29
Тяжелая 49,4 768 100,0 38 80 26,8 70 1,35
Исходное зерно 45,3 743 98,9 33 61 25,0 71 1,28
2004 г.
Полесская безостая Легкая 39,7 743 97,9 49 364 23,1 79 1,32
Средняя 47,4 768 99,4 50 399 24,3 78 1,35
Тяжелая 49,6 778 100,0 51 438 25,3 76 1,39
Исходное зерно 42,7 767 99,3 50 399 24,3 77 1,35
Памяти Федина Легкая 40,8 738 94,4 55 420 25,0 66 1,31
Средняя 43,6 776 97,3 57 430 25,8 65 1,36
Тяжелая 46,2 787 100,0 58 444 26,0 60 1,40
Исходное зерно 43,0 766 96,3 56 430 25,6 64 1,35
Москов-ская 39 Легкая 36,6 741 96,0 54 485 26,0 68 1,35
Средняя 38,1 762 99,0 56 504 27,5 66 1,38
Тяжелая 40,7 784 99,3 58 552 28,2 64 1,39
Исходное зерно 38,3 764 97,6 56 512 27,2 66 1,38
Инна Легкая 39,2 704 97,1 46 420 24,5 72 1,32
Средняя 45,1 752 98,1 54 470 24,6 65 1,34
Тяжелая 45,8 774 99,4 56 485 25,1 64 1,39
Исходное зерно 43,4 742 98,2 52 458 24,6 66 1,35
Лютес-ценс 33 Легкая 36,5 716 96,2 49 402 24,2 68 1,29
Средняя 40,1 762 99,2 53 416 24,7 66 1,33
Тяжелая 44,1 772 99,5 54 446 25,0 64 1,35
Исходное зерно 40,3 752 98,1 52 440 24,7 66 1,35
Допускаемые расхождения между повторностями 6 % от средней вели-чины 5 5 10 % от средней вели-чины ±2 ±5 НСР05 0,01

Зерно разных фракций существенно различалось по плотности как в 2003, так и в 2004 г.г. Легкая фракция зерна различных сортов имела плотность в 2003 г. 1,26-1,30 г/см3, тяжелая 1,35-1,39 г/см3, в 2004 г. – 1,29-1,35 г/см3 и 1,35-1,40 г/см3, соответственно. Фракционирование по аэродинамическим свойствам позволило значительно улучшить мукомольные свойства зерна. Зерно тяжелой фракции всех сортов урожая 2004 г. по натуре, стекловидности, массе 1000 зерен, выравненности, массовой доле клейковины отвечало требованиям мукомольной промышленности.

Однако по числу падения только у трех сортов (Памяти Федина, Московская 39 и Лютесценс 33), зерно тяжелой фракции стало отвечать требованиям продовольственного зерна 4-го класса (содержание проросших зерен от 10 до 14 %). Зерно сортов Полесская безостая и Инна, которые содержали свыше 25% проросших зерен, не удалось улучшить по показателю числа падения. Однако в муке из зерна тяжелой фракции значительно снизилась активность -амилаз у всех сортов.

Физические характеристики теста (табл.9) под влиянием фракционирования также имели тенденцию к улучшению.

Таблица 9. Влияние фракционирования зерна на структурно-механические свойства теста (2003, 2004 г.г.)

Сорт Фракции Валориграф Альвеограф
степень разжижения теста, ЕВ. показатель качества, мм валориметри-ческая оценка, е.в. максимальное избыточное давление, мм показатель формы кривой Энергия деформации, (10-4)Дж
2003 2004 2003 2004 2003 2004 2003 2004 2003 2004 2003 2004
Полесская безостая Легкая 250 110 53 58 35 36 35 70 0,3 1,4 78 137
Средняя 150 100 73 58 37 36 74 70 0,7 1,4 229 158
Тяжелая 120 90 87 64 42 36 76 88 0,8 1,8 245 177
Исходное зерно 200 95 65 58 42 36 57 65 0,4 1,0 193 153
Памяти Федина Легкая 180 90 25 50 28 44 36 55 0,3 1,2 74 102
Средняя 160 70 35 56 33 50 60 57 0,6 0,9 153 123
Тяжелая 50 70 40 58 44 50 80 62 0,8 1,2 262 132
Исходное зерно 170 80 33 56 35 46 59 58 0,6 1,2 163 113
Москов- ская 39 Легкая 120 70 38 114 36 50 51 80 0,3 1,4 183 195
Средняя 90 60 40 137 42 50 68 98 0,8 1,6 205 241
Тяжелая 80 60 50 137 44 55 73 102 0,9 1,8 227 244
Исходное зерно 90 70 40 117 42 50 56 91 0,5 1,6 190 224
Инна Легкая 200 100 20 45 28 38 46 52 0,4 1,3 111 85
Средняя 155 70 38 60 30 45 56 58 0,5 1,2 182 117
Тяжелая 130 70 45 63 40 48 67 62 0,7 0,9 190 167
Исходное зерно 170 90 41 46 30 38 58 62 0,6 1,3 178 115
Лютес- ценс 33 Легкая 140 130 23 46 34 40 47 63 0,4 1,7 168 94
Средняя 120 56 32 85 36 44 57 74 0,5 1,6 204 151
Тяжелая 50 60 40 85 48 46 101 70 1,4 1,3 304 158
Исходное зерно 110 70 25 53 32 44 50 69 0,4 1,7 170 115

У всех сортов как в 2003 так и в 2004 г увеличился показатель водопоглощения муки, полученной из зерна тяжелой фракции, время образования и устойчивость теста, улучшились показатели числа качества и валориметрической оценки, максимально избыточного давления и энергии деформации теста, снизилась степень разжижение теста.

У сорта Московская 39 тяжелая и средняя фракции по многим физическим характеристикам теста отвечали требованиям ценной или даже сильной пшеницы, по показателю энергии деформации – хорошему филлеру.

Результаты пробной выпечки хлеба (табл. 10) показывают, что при фракционировании произошло улучшение хлебопекарных свойств муки, полученной из проросшего зерна урожая 2003 г. Объемный выход хлеба в зависимости от фракции менялся у сорта Полесская безостая от 520 до 780, у Памяти Федина – от 660 до 730, Лютесценс 33 – от 720 до 887, у Московской 39 – от 650 до 875, у Инны – от 635 до 785 см3.

Наименьший объемный выход хлеба был из муки, полученной из легкой фракции зерна, наибольший – из тяжелой. Различался хлеб и по внешнему виду. Поверхность хлеба из муки, полученной из зерна средней и тяжелой фракций была ровная, форма овальная, тогда как из исходного зерна и легкой фракции поверхность хлеба шероховатая, форма полуовальная. Особенно значительные различия отмечены по состоянию мякиша.

Таблица 10. Хлебопекарная оценка муки из зерна урожая 2003 и 2004гг.

Сорт Фракция Объемный выход хлеба, см3 Общая хлебопекарная оценка, балл
2003 2004 2003 2004
Полесская безостая Легкая 520 730 1,5 3,7
Средняя 785 765 3,2 3,8
Тяжелая 780 800 3,6 4,1
Исходное зерно 707 770 2,3 3,8
Памяти Федина Легкая 660 765 2,2 3,9
Средняя 715 850 2,7 4,1
Тяжелая 730 865 3,6 4,3
Исходное зерно 736 790 2,6 3,9
Московская 39 Легкая 650 655 2,4 4,1
Средняя 835 795 3,6 4,2
Тяжелая 875 852 3,8 4,2
Исходное зерно 790 740 3,0 4,1
Инна Легкая 635 810 2,0 3,7
Средняя 790 820 3,2 3,9
Тяжелая 785 820 3,6 4,2
Исходное зерно 725 815 2,8 3,9
Лютесценс 33 Легкая 720 715 2,8 3,8
Средняя 850 740 3,8 3,8
Тяжелая 887 770 3,8 3,8
Исходное зерно 745 730 3,0 3,8

Мякиш хлеба из зерна исходного качества и легкой фракции был неэластичный, невосстанавливаемый, сильно заминающийся, цвет с сероватым оттенком, из средней и особенно из тяжелой фракции мякиш – более светлый и эластичный. У всех сортов значительно улучшился показатель общей хлебопекарной оценки, особенно у хлеба из зерна тяжелой фракции до 3,6-3,8 балл., т.е. по качеству хлеб удовлетворял требованиям хорошего филлера.

Хорошая хлебопекарная оценка хлеба была и из зерна средней фракции, но только у сортов Московская 39 и Лютесценс 33, у остальных сортов – удовлетворительная. По объемному выходу хлеба тяжелая и средняя фракции сортов Московская 39 и Лютесценс 33 отвечала требованиям удовлетворительного филлера, у остальных сортов – слабой пшеницы.

При фракционировании зерна урожая 2004 г. различия между фракциями по качеству хлеба были значительно меньше по сравнению с 2003 г. Общая хлебопекарная оценка хлеба из зерна тяжелой фракции у всех сортов, за исключением Лютесценс 33, была выше 4 баллов, т.е. отвечала требованиям ценной пшеницы. Однако по объемному выходу хлеб из зерна тяжелой фракции отвечал требованиям только удовлетворительного филлера у всех сортов, кроме Лютесценс 33. Этот сорт можно было отнести к слабым пшеницам.

В связи с высокой общей хлебопекарной оценкой хлеба из тяжелой фракции зерна урожая 2004 г. была изучена смесительная ценность тяжелой фракции зерна сильного сорта Московская 39 и наиболее ценного сорта Инна. Из зерна 4-го класса с содержанием клейковины 19 % получили муку, которую использовали в качестве контроля. Муку, полученную из зерна тяжелой фракции, добавляли к контролю в количестве 15, 30 и 50%. Результаты исследований приведены в табл. 11.

Таблица 11. Результаты изучения смесительной ценности тяжелой фракции зерна сортов Московская 39 и Инна

Сорт Вариант Объемный выход хлеба Внешний вид хлеба, балл Состояние мякиша, балл Вкус, запах Общая хлебо-пекарная оценка, балл
см3 балл поверх-ность форма цвет корки порис- тость эластич-ность цвет
Инна Контроль 690 2 3 3 4 3,5 3,5 3,5 3,5 3,2
К+15 772 3 4 4 4 4,5 4 4 4 3,9
К+30 780 3 4 4 4 4,5 4 4 4 4
К+50 780 3 4 4 4 4,5 4,5 4 4 4
Москов-ская 39 Контроль 690 2 3 3 4 3,5 3,5 3,5 3,5 3,2
К+15 825 3 4 4 4 4 4,5 4 4 3,9
К+30 825 3 4 4 4 4,5 4,5 4 4 4,1
К+50 925 4 4 4 4 4,5 4,5 4 4 4,1
Улучши-тели Контроль 690 2 3 3 4 3,5 3,5 3,5 3,5 3,2
Амилокс 6 832 3 4 4 4 4 4,5 4 4 3,9
Фортуна 838 3 4 4 4 4 4 4 4 3,8

При добавлении к слабой пшенице муки из зерна тяжелой фракции изучаемых сортов в количестве 15-50 % существенно улучшилось качество хлеба. Общая хлебопекарная оценка увеличилась с 3,2 до 4,1 балла. Объемный выход хлеба при добавлении муки из тяжелой фракции сорта Московская 39 в количестве 15% увеличился с 690 до 825 см3, а 50% - до 925 см3. Улучшающий эффект тяжелой фракции Московской 39 был сопоставим с эффектом от комплексных улучшителей амилокс 6 и фортуна

Экономическая эффективность применения различных доз азотного удобрения и ХСЗР при возделывании озимой пшеницы

При выращивании озимой пшеницы интенсивного типа Московская 39 по пласту многолетних бобово-злаковых трав (на фоне Р60К120) в условиях ЦРНЗ все используемые в опыте средства химизации, направленные на повышение урожайности и качества зерна, дали экономический эффект. В экстремальных условиях 2001-2003 г.г. при выращивании пшеницы сорта Полесская безостая применение всех изучаемых доз азотного удобрения без ХСЗР было не рентабельно. Не рентабельным было и использование ХСЗР без применения азотного удобрения. Только при комплексном использовании всех изучаемых доз азота и ХСЗР производство пшеницы этого сорта было экономически выгодным.

Уровень рентабельности производства зерна озимой пшеницы сорта Московская 39 находился в диапазоне 42% (в варианте В0N0) – 92% (в варианте В2N90); сорта Полесская безостая – минус 29% (в варианте В0N0) – 40% (в варианте В1N135).

Выводы

1. Результаты шестилетних исследований фитосанитарного состояния посевов, урожайности и структуры урожая показали, что при возделывании озимой пшеницы по пласту многолетних бобово-злаковых трав на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве в условиях ЦРНЗ при комплексном применении азотного удобрения и ХСЗР на фоне Р60К120 можно в экстремальных метеорологических условиях получать урожайность 5,0-6,0 т/га, а в благоприятные по метеорологическим условиям годы 7,5-8,5 т/га

2. Химические средства защиты растений во все годы исследований повышали эффективность применения азотного удобрения в 1,5-2,1 раза благодаря снижению численности сорняков в 10-11 раз и пораженности растений болезнями на 67-100 %. Наибольший эффект получен от интегрированной системы защиты.

3. Анализ структуры урожая показал, что сорта озимой пшеницы Полесская безостая и Московская 39 являются экологически устойчивыми генотипами. Они способны в экстремальных условиях (плохой перезимовке в 2001 и 2003, избыточном увлажнении в 2001 г., засухе в 2002 г., недостаточном увлажнении в фазы выхода в трубку – колошения в 2003, 2007, 2009 г.г.) при оптимизации азотного питания и хорошем фитосанитарном состоянии посевов сформировать высоко продуктивный стеблестой с хорошей озерненностью колоса и массой зерна с одного колоса, что обеспечило их высокую урожайность. Благоприятные агрометеорологические условия вегетации в 2008 г. позволили сорту Московская 39 реализовать его потенциальную урожайность (8,66 т/га).

4. При возделывании озимой пшеницы сортов Полесская безостая и Московская 39 по пласту многолетних бобово-злаковых трав на дерново-подзолистой, тяжелосуглинистой, среднеокультуренной почве оптимальной дозой азота является 90 кг/га.

5. Статистическая обработка данных по урожайности и структуре урожая показала, что в среднем за 2001-2003 и 2007-2009 г.г. больший вклад в повышение урожайности озимой пшеницы внесли химические средства защиты растений. Доля их в дисперсии урожайности составила у сортов Московская 39 и Полесская безостая 43 и 46 % ( = 0,66 и 0,68), доля влияния азотного удобрения – 27 и 29 % ( = 0,52 и 0,54), метеорологических условий и не моделируемых факторов – 26 и 22 % ( = 0,45 и 0,34). Доля общей дисперсии урожайности, связанная с взаимодействием применяемых ХСЗР и доз азотного удобрения составляла 3-9 %.

6. Анализ вариации физико-химических показателей качества зерна пшеницы, косвенно характеризующих мукомольные свойства зерна, показал что они мало изменялись под влиянием применяемых в опыте средств химизации (коэффициенты вариации меньше 10). Эти показатели находились в большей зависимости от погодных условий, о чем свидетельствуют высокие корреляционные отношения ( = 0,70-0,96). Применение азотного удобрения на фоне Р60К120 и ХСЗР способствовало незначительному повышению стекловидности на 3-7 %, массы 1000 зерен – на 2,2-2,8 г, натуры – на 8-16 г/л, снижению зольности на 0,03-0,06 %.

7. Физико-химические показатели качества зерна, косвенно характеризующие хлебопекарные свойства пшеницы, подвержены большей изменчивости под влиянием средств химизации. Вариация массовой доли клейковины, связанная с дозами азотного удобрения составляла 45- 94 % ( = 0,67-0,97). Вклад систем защиты растений был значительно меньше и находился в пределах 2-34 %. Исключением был только 2003 г., когда доля влияния ХСЗР составила 86 %. Доля взаимодействия изучаемых факторов в вариации массовой доли клейковины колебалась от 1 до 8 %.

8. Содержание белка при внесении азота в дозах 90 и 135 кг/га увеличивалось в зерне сорта Полесская безостая в среднем за три года на 1,7 и 2,3 %, клейковины на 5,0 и 6,4 %, в зерне сорта Московская 39 соответственно – на 0,8 и 1,0 и на 2,6 и 3,1 %.. На фоне применения ХСЗР эффективность азотного удобрения у сорта Полесская безостая снижалась, у сорта Московская 39 – повышалась. От всех применяемых в опыте средств химизации существенно увеличивался сбор белка с гектара.

9. Применение азотного удобрения на фоне Р60К120 позволяет значительно улучшить физические характеристики теста и хлебопекарные показатели муки из зерна сортов Полесская безостая и Московская 39. Получены противоречивые данные о влиянии ХСЗР на реологические свойства теста. Применение гербицидов улучшало физические характеристики теста, фунгицидов и ретардантов – наоборот, снижало. При комплексном применении последних с азотным удобрением их негативное влияние на свойства теста уменьшалось.

10. Комплексная оценка всех показателей качества зерна озимой пшеницы показала, что при выращивании озимой пшеницы сортов Полесская безостая и Московская 39 в условиях ЦРНЗ по пласту многолетних бобово-злаковых трав качество зерна можно существенно улучшить путем комплексного применения азотного удобрения и химических средств защиты растений и получить зерно по физико-химическим показателям отвечающее требованиям 3-го класса, по реологическим свойствам теста – требованиям удовлетворительного или хорошего филлера. Лимитирующими технологическими показателями в условиях ЦРНЗ являются стекловидность, энергия деформации теста и объемный выход хлеба.

11. Качество зерна озимой пшеницы, выращенной в условиях ЦРНЗ, можно значительно улучшить путем аэродинамического фракционирования. Обогащение зерна этим способом позволяет из непродовольственного проросшего зерна сортов Московская 39 и Лютесценс 33 (количество проросших зерен 10-14%) выделить до 66 % продовольственного зерна, пригодного для хлебопечения без улучшителей. Тяжелая и средняя фракции зерна сортов Инна, Памяти Федина и Полесская безостая по показателям энергии деформации теста и объемному выходу хлеба отвечали требованиям слабой пшеницы и нуждались в улучшителях.

12. С помощью фракционирования по аэродинамическим свойствам можно из зерна пшеницы 3-го класса сорта сильной пшеницы Московская 39, не реализовавшего свои потенциальные возможности при выращивании в условиях ЦРНЗ, выделить свыше 30 % зерна, обладающего смесительной ценностью. Улучшающий эффект этого сорта был такой же, как у комплексных улучшителей фортуна и амилокс 6.

13. Расчеты экономической эффективности показали, что при возделывании озимой пшеницы по пласту многолетних бобово-злаковых трав на фоне Р60К120 в условиях ЦРНЗ наиболее выгодным является комплексное применение азотного удобрения и ХСЗР. При этом получена наибольшая окупаемость азотного удобрения как в натуральном (зерном), так и в стоимостном выражениях.

Рекомендации производству

При выращивании озимой пшеницы на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве в условиях ЦРНЗ РФ для получения стабильных урожаев продовольственного зерна (6-7т/га) озимой пшеницы, пригодного для хлебопечения без улучшителей, рекомендуется ее возделывание в полевом севообороте с многолетними бобово-злаковыми травами в качестве предшественника и с применением азота в дозе 90 кг/га на фоне Р60К120 в сочетании с интегрированной системой защиты растений от сорняков, болезней и полегания.

Для стабилизации качества зерна озимой пшеницы, выращенной в условиях ЦРНЗ, целесообразно использовать прием фракционирования зерна по аэродинамическим свойствам, который позволяет существенно улучшить не только его мукомольные, но и хлебопекарные свойства. С помощью этого приема можно из непродовольственного проросшего зерна выделить фракцию зерна, пригодную для хлебопечения. Из зерна сортов сильных пшениц, не реализовавших свои потенциальные возможности в условиях ЦРНЗ, можно выделить до 30 % зерна, обладающего смесительной ценностью.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Личко А.К. Влияние систем защиты растений и условий минерального питания на урожайность озимой пшеницы в условиях ЦРНЗ РФ [Текст] / Г.И. Ваулина // Материалы Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 140-летию РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 1-2 июня 2005 г. М., 2006.- С. 763-767

2. Личко А.К. Влияние комплексного применения систем защиты растений и минеральных удобрений на физико-химические показатели качества зерна озимой пшеницы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны РФ [Текст] А.К. Личко // Сборник статей Международной научной конференции молодых ученых «Приоритетный национальный проект «Развитие АПК» – новые возможности для молодых ученых». 1-2 июня 2006. М.,2006.- С. 292-296

3. Личко А.К. Роль удобрений и систем защиты растений в формировании урожая и качества зерна озимой пшеницы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны РФ [Текст] А.К. Личко // Сборник статей Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 120-летию академика Н.И. Вавилова. 31 мая-1 июня 2007 г. М., 2007.- С.293-298

4. Личко Н.М Фракционирование по аэродинамическим свойствам – один из путей улучшения технологических достоинств зерна озимой пшеницы [Текст] А.К. Личко // Известия ТСХА, 2007, вып.4.- С. 82-92

5. Личко А.К. Пути улучшения качества зерна озимой пшеницы в условиях ЦРНЗ [Текст] А.К. Личко // Сборник статей Международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в развитие инноваций аграрной науки». 23-24 апреля 2009 г. – М.: 2009.- С. 99-104

6. Личко А.К., Фитосанитарное состояние посевов и урожайность зерна озимой пшеницы при комплексном применении удобрений и химических средств защиты растений в условиях Центрального района Нечерноземной зоны [Текст] Г.И Ваулина, Личко Н.М.// «Известия ТСХА», 2011, вып. 3.-С.105-115.



 





<


 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.