Особенности формирования урожая и качества зерна сортов озимой тритикале при различных уровнях азотного питания в условиях Центрального Нечерноземья

Сведения о предстоящей защите диссертации

ОСИПОВА Владимира Владимировича
«Особенности формирования урожая и качества зерна сортов озимой тритикале при различных уровнях азотного питания в условиях Центрального Нечерноземья».

06.01.01 и 06.01.04

сельскохозяйственные науки

Д 006.049.01

Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка»

143026, Московская область, Одинцовский район, пос. Немчиновка-1, ул. Калинина, дом 1, Московский НИИСХ «Немчиновка»

Тел. 591-83-91 и 591-87-54.

Адрес электронной почты диссертационного совета –

Email: [email protected]
Дата защиты диссертации – 21 сентября 2010 года, в 16 часов.

На правах рукописи

ОСИПОВ

Владимир Владимирович

Особенности формирования урожая и качества

зерна сортов озимой тритикале при различных

уровнях азотного питания в условиях

Центрального Нечерноземья

Специальности: 06.01.01 – общее земледелие,

06.01.04 – агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Немчиновка 2010

Работа выполнена в Московском научно - исследовательском институте

сельского хозяйства «Немчиновка»

Научные руководители: кандидат биологических наук

Пома Николай Григорьевич;

доктор сельскохозяйственных наук

Лобода Борис Павлович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Кузьмич Михаил Александрович;

Кандидат сельскохозяйственных наук

Верещак Михаил Владимирович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт

агрохимии имени Д.Н. Прянишникова

Защита состоится « 21 » сентября 2010 года в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Московском научно-исследовательском институте сельского хозяйства «Немчиновка».

Адрес: 143026, Московская обл., Одинцовский р-н, п/о Немчиновка – 1,

ул. Калинина, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « 20» августа 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета: А.С. Мерзликин

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Сорта тритикале на различных этапах онтогенеза по-разному относятся к условиям произрастания, в том числе и к условиям минерального питания. Поэтому при возделывании новых сортов наибольшую отдачу от агротехнических приемов можно получить в том случае, если они осуществляются с учетом особенностей развития сорта, его требований к условиям минерального питания и другим факторам внешней среды в различные периоды развития растений. В этой связи изучение биологических, морфологических, биохимических показателей и продуктивности сортов озимой тритикале селекции Московского НИИСХ «Немчиновка» (ранее НИИСХ ЦРНЗ) и их отзывчивости на проведение ранневесенних разовых подкормок азотными удобрениями является весьма актуальным. До сих пор не разработаны нормативы потребления питательных веществ сортами, не установлены нормы азотных подкормок для различных сортов этой культуры. Наши исследования в определенной мере восполняют этот пробел.

Цель исследований – изучение влияния доз азотной подкормки на продуктивность новых сортов озимой тритикале селекции НИИСХ ЦРНЗ, онтогенез растений, потребление питательных веществ, физико-химические и биохимические показатели зерна и хлебопекарные свойства муки в целях совершенствования технологий выращивания, повышения урожайности и качества зерна.

Задачи исследований:

- выявить особенности онтогенеза и формирования урожая новых сортов озимой тритикале селекции НИИСХ ЦРНЗ при разных уровнях азотного питания;

- изучить сортовые особенности потребления основных питательных веществ на стадиях развития и их изменение при проведении азотных подкормок;

- установить влияние уровней азотного питания на физико-химические, биохимические и хлебопекарные качества зерна сортов озимой тритикале;

- дать агроэкономическую оценку применения азотных подкормок различных сортов озимой тритикале.

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального Нечерноземья на дерново-подзолистой окультуренной почве проведена комплексная оценка продукционных, биологических, морфологических, физико-химических, биохимических и технологических свойств новых сортов озимой тритикале селекции НИИСХ ЦРНЗ.

Установлено, что сорта Виктор, Гермес, Антей и Немчиновский 56 устойчивы к полеганию и бурой ржавчине. Применение азотных подкормок повышало их урожайность на 10 – 16 %, но увеличивало пораженность растений болезнями и несколько снижало устойчивость к полеганию. Зерно всех сортов характеризовалось средней устойчивостью к прорастанию на корню, средним содержанием белка (10 – 14 %) и высоким содержанием крахмала (64 - 70 %). Зерно сортов Антей и Немчиновский 56 отличалось более высоким (24 – 30 %) содержанием клейковины. Показано, что по затратам питательных веществ на формирование единицы урожая тритикале ближе к показателям ржи, хотя меньше потребляют азота, а больше фосфора и особенно калия. Получены исходные данные по затратам питательных веществ на единицу урожая различных сортов этой культуры.

С учетом биохимических показателей качества зерна каждого сорта даны предварительные предложения по его пригодности для хлебопекарных, кормовых и технических целей.

Практическая значимость. Результаты исследований будут использованы при разработке и совершенствовании интенсивных агротехнологий выращивания различных сортов озимой тритикале с целью более полной реализации их генетического потенциала в условиях Центрального Нечерноземья. Данные по затратам питательных веществ на производство 1 т зерна будут использоваться для разработки нормативов их затрат при возделывании сортов озимой тритикале на дерново-подзолистых суглинистых почвах. Определенную значимость результаты исследований представляют для товаропроизводителей тритикале и зерноперерабатывающих предприятий.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на Научно – техническом совете ГНУ НИИСХ ЦРНЗ 2005-2007 гг. и научных конференциях «Проблемы селекции и технологии возделывания зерновых культур» (Немчиновка, 2008) и «Основы повышения эффективности сельскохозяйственного производства Евро – Северо – Востока России» (Кострома, 2008).

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературы. Диссертация изложена на 114 страницах компьютерного текста, содержит 22 таблицы, 12 рисунков и 27 приложений. Список литературы включает 213 источников, в том числе 43 на иностранных языках.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в трех статьях, одна из которых в журнале «Агрохимический вестник», входящий в список ВАК России.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Условия и методика проведения исследований

Исследования проводили с 2004 по 2007 год на опытных полях Селекционного центра. Предшественником озимой тритикале был чистый пар. Почва опытного участка дерново-подзолистая, среднесуглинистая со следующими агрохимическими показателями пахотного слоя: рН сол.– 5,1 – 5,5, содержание (по Кирсанову) подвижных Р₂О₅ и К₂О - 290 – 330 мг/кг и 164 – 184 мг/кг соответственно. Основное удобрение N₆₀Р₆₀К₆₀ вносили осенью в виде азофоски под предпосевную обработку. Посев проводили с 1 по 9 сентября с нормой высева 5 миллионов штук всхожих зерен на 1 га.

В опыте изучали два фактора: первый – сорта озимой тритикале селекции НИИСХ ЦРНЗ: Виктор, Гермес, Антей, Немчиновский 56 и номер 83-2809; второй - разовую азотную подкормку посевов в фазу весеннего кущения аммиачной селитрой в дозах N₄₅; N₇₀ и N₉₀. Общая площадь делянки 12 м², учетная – 10 м², повторность 4-х кратная.

В период исследований отбирали почвенные образцы в слое 0-20 см в фазы: весеннее кущение (до подкормки), выход в трубку, колошение, полная спелость. В них определяли содержание Р₂О₅ и К₂О по Кирсанову (ГОСТ 26207-84), NO₃ и NH₄ (ГОСТ 26488-85, ГОСТ 26489-86). Фенологические наблюдения, фитосанитарную диагностику, зимостойкость, устойчивость к полеганию, структуру урожая и его учет проводили по методике ГСИ (1975). Растительные образцы отбирали в фазы: выход в трубку, колошение, полная спелость (зерно, солому) для определения содержания в них: азота (ГОСТ 13496.4-93), фосфора (ГОСТ 26657-97) и калия (ГОСТ 30504-97). Качество зерна определяли по следующим показателям: содержание белка (ГОСТ 10846-74), содержание клейковины ручным методом (ГОСТ 135861-68), содержание крахмала по Эверсу (ГОСТ 10845-98), число падения на приборе Хагберга – Партена, натура зерна (ГОСТ 10841 - 64), масса 1000 зерен (ГОСТ 10842 - 64) и по лабораторной выпечке хлеба.

Для сравнительной оценки показателей проводили дисперсионный и корреляционный анализы по Б.А. Доспехову (1985) с использованием компьютерной программы EXEL.

Экономическую эффективность рассчитывали по Емельянову А.М. (1982), которая учитывает себестоимость зерна, затраты на получение урожая, условный чистый доход от реализации зерна и рентабельность.

В работе использовались данные метеостанции «Немчиновка». В годы исследований осенние температуры были выше среднемноголетних, особенно в 2005 и 2006 гг. Периоды активной осенней вегетации составили 51 – 58 дней. Осень 2004 г. отличалась наибольшим количеством выпавших осадков (выше нормы на 13-90 %), а 2005 г. – наименьшим (ниже нормы в 1,5 - 3 раза), в 2006 г. она характеризовалась близкими значениями к норме. Устойчивый снежный покров в 2004 г. установился с середины ноября, в 2005 г. – в начале декабря, а в третий год исследований – лишь в конце января. Возобновление вегетации в 2007 г. наступило раньше, чем в предыдущие годы на две декады (20 марта). Показатели температур за весенне-летние периоды, как правило, превышали средние многолетние показатели, при этом отмечалась высокая амплитуда колебаний по количеству выпавших осадков. В 2005 г. они превысили норму на 45-80 %, в 2006 г. – были близки к норме, кроме июля (их количество меньше нормы на 67 %), а в 2007 г. – наблюдались колебания по месяцам: избыток влаги в мае компенсировал ее дефицит в июне. В целом сложившиеся метеоусловия по-разному отражались на росте и развитии растений озимой тритикале. Период вегетации с осени 2006 по лето 2007 гг. был наиболее благоприятным.
Результаты исследований
Сортовые особенности роста и развития озимой тритикале при различных уровнях азотного питания
В среднем за три года исследований полевая всхожесть варьировала между сортами незначительно и составляла 69–74 %. В 2004 г. она была наименьшей (40–60 %).

Лучше зимовали сорта Антей, Немчиновский 56 и номер 83 - 2809, а хуже Гермес и Виктор. Доля сохранившихся к весне растений на 1 м² в среднем составила 77, 72, 68, 60 и 53 % соответственно. На перезимовку растений отрицательно влияла снежная плесень. В 2005 г. поражение растений было наибольшим (75 – 83 %), а в 2007 г. – не отмечалось благодаря быстрому сходу снега.

За период исследований поражение посевов септориозом наблюдалось лишь в два года 2005 г. и 2006 г., а в 2007 г. его не было. Причем в первый год оно выражено сильнее, что, видимо, связано с погодными условиями (осадков больше, а температура ниже по сравнению с последующими годами). Бурая ржавчина отмечена лишь в 2005 г. только у номера 83 – 2809, другие сорта были устойчивы к этой болезни. Внесение азотных подкормок усиливало поражение растений болезнями: при N₄₅ – на 2 – 3 %, N₇₀ – на 3 – 8 %, при N₉₀ – на 8 – 12 %.

Применение азотных подкормок и увеличение их доз стимулировало рост растений (высота больше на 1-4 см по сравнению с контролем) и приводило к удлинению вегетационного периода на 1-3 дня.

При высоких дозах азотных подкормок отмечалось увеличение густоты стояния продуктивного стеблестоя, что повышало угрозу полегания посевов. Без проведения азотных подкормок все сорта тритикале не полегали. У сорта Немчиновский 56 устойчивость к полеганию снижалась даже при дозе N₄₅ до 8 баллов, а при максимальной дозе N₉₀ – до 7 баллов. У сорта Антей она снижалась до 8 баллов при N₇₀, а у сортов Виктор и Гермес – лишь при N₉₀. Номер 83 – 2809 не полегал при всех дозах азотной подкормки.

Погодные условия сильно влияли на действие минеральных удобрений, величину и структуру урожая зерновых культур. Более благоприятные метеоусловия вегетационного периода 2006 - 2007 гг. позволили получить урожайность 7,90-9,70 т/га, что на 21 % больше, чем в 2006 г. и 41 % - чем в 2005 г.

На дерново-подзолистой окультуренной почве при внесении под предпосевную культивацию N₆₀Р₆₀К₆₀ в виде азофоски все изучаемые сорта озимой тритикале показали себя как высокопродуктивные. Так, в среднем за три года номер 83 – 2809 дал наибольшую урожайность зерна – 6,66 т/га, что больше чем у сорта Виктор (стандарт) на 0,31 т/га. Сорта Антей и Немчиновский 56 чуть уступали номеру 83-2809, но превысили стандарт по продуктивности на 0,23 и 0,22 т/га. У сорта Гермес прибавка урожайности по сравнению с сортом Виктор была минимальной и составила 0,16 т/га (табл. 1).
Таблица 1

Урожайность озимой тритикале, т/га

Сорт	Варианты	2005г	2006г.	2007г.	Средняя урожайность	Прибавка
Сорт	Варианты	2005г	2006г.	2007г.	Средняя урожайность	т/га	%
Виктор-st	N₆₀Р₆₀К₆₀(фон)	4,89	6,04	8,13	6,35	-	-
	фон + N₄₅	4,84	6,20	8,43	6,49	0,14	2
	фон + N₇₀	5,52	6,88	8,77	7,05	0,70	11
	фон + N₉₀	5,59	6,97	9,09	7,22	0,87	14
Гермес	фон	4,98	6,24	8,33	6,51	-	-
	фон + N₄₅	4,91	6,73	8,74	6,79	0,28	4
	фон + N₇₀	5,29	7,41	8,98	7,23	0,72	11
	фон + N₉₀	5,79	7,57	9,21	7,52	1,01	16
Антей	фон	5,42	6,44	7,90	6,58	-	-
	фон + N₄₅	5,38	6,01	7,97	6,45	-	-
	фон + N₇₀	5,89	6,71	8,66	7,09	0,51	8
	фон + N₉₀	5,60	7,25	8,95	7,27	0,69	10
Немчи-новский 56	фон	5,37	6,40	7,94	6,57	-	-
	фон + N₄₅	5,43	6,13	8,43	6,66	0,09	1
	фон + N₇₀	5,74	6,58	9,03	7,12	0,55	9
	фон + N₉₀	5,68	7,31	9,31	7,43	0,86	13
номер 83-2809	фон	4,95	6,86	8,17	6,66	-	-
	фон + N₄₅	4,71	7,08	8,70	6,86	0,17	3
	фон + N₇₀	5,76	7,50	9,70	7,49	0,83	12
	фон + N₉₀	4,92	7,41	9,39	7,24	0,58	9
НСР₀₅ для доз		0,17	0,20	0,19	-
НСР₀₅ для сорта		0,20	0,23	0,21	-

В менее благоприятный по погодным условиям 2005 год подкормка в дозе N₄₅ была неэффективной у всех сортов, а дозы N₇₀ и N₉₀ обеспечили существенные прибавки по сравнению с контрольным вариантом. Только у номера 83 – 2809 на варианте фон + N₉₀ отмечалось достоверное снижение урожайности.

В то же время сорта Антей, Немчиновский 56 и Виктор в условиях влажного 2005 года не имели существенных преимуществ при применении подкормки в дозе N₉₀ перед N₇₀, что обусловлено более сильным полеганием растений и интенсивным развитием болезней при максимальной дозе азота.

В 2006 году при более благоприятных погодных условиях действие азотного удобрения было сильнее, чем в предыдущий год. Подкормка в дозе N₄₅ достоверно повысила урожайность у сорта Гермес и номера 83 – 2809, прибавка составила 0,49 и 0,22 т/га соответственно. При дозах N₇₀ и N₉₀ полученные прибавки относительно контроля были достоверными у всех сортов. Однако разница в урожайности между подкормками в дозах N₇₀ и N₉₀ у сортов Виктор и Гермес была несущественной.

В наиболее благоприятный 2007 г. влияние азотного удобрения было самым сильным. На всех сортах эффективны были все дозы азотной подкормки, т.к. обеспечивали достоверные прибавки урожая (0,30 – 1,53 т/га). Только у сорта Антей при подкормке в дозе N₄₅ прибавка урожая была несущественной.

В среднем за три года у сортов Виктор, Гермес, Антей и Немчиновский 56 максимальная урожайность была достигнута при подкормке в дозе N₉₀, при этом прибавка по сравнению с контролем составила 10 - 16 % или 0,69 – 1,01 т/га. Однако следует отметить, что в 2005 г. сорта Антей, Немчиновский 56, в 2006 г. Гермес, а Виктор два года не имели существенных преимуществ при применении подкормки в дозе N₉₀ перед дозой N₇₀.

За весь период наблюдений номер 83-2809 показал наибольшую продуктивность при подкормке N₇₀. В среднем она составила 7,49 т/га зерна, что на 12 % больше, чем без подкормки (по фону N₆₀Р₆₀К₆₀). Дальнейшее повышение дозы подкормки до N₉₀ привело к снижению урожайности, что обусловлено более сильным развитием болезней.

Таким образом, внесение в подкормку N₄₅ не дает устойчивого эффекта в повышении урожайности у всех исследуемых сортов. Учитывая все выше изложенное, подкормку N₇₀ можно считать оптимальной дозой. Увеличение до N₉₀ хотя и повышает урожайность, но сопровождается полеганием и увеличением числа пораженных растений септориозом.

Урожайность озимой тритикале, как и других колосовых культур, складывается из числа продуктивных стеблей с единицы площади, колосков и зерен в колосе, массы зерна с колоса и 1000 зерен (табл. 2).

Количество продуктивных стеблей зависило от дозы азотной подкормки, метеоусловий года и от сортовых особенностей. В 2007 г. было получено максимальное число продуктивных стеблей и в среднем по опыту составило 386 шт./м². От применения азотных подкормок наблюдалась тенденция увеличения продуктивной кустистости.

Наибольшее их количество (391 – 414 шт./м²) отмечалось на варианте с подкормкой N₉₀ у сортов Виктор, Гермес, Антей и Немчиновский 56, что на 16% больше, чем без подкормки. У номера 83-2809 максимальное их число было при N₇₀ – 383 стебля на 1 м², что на 8 % больше, чем на контроле. Количество продуктивных стеблей определяло урожайность (r = 0,7).
Таблица 2

следующая страница>