Эффективность комплексного применения средств химизации при возделывании зерновых культур

Озимая пшеница

В 2012 г. посевные площади озимой пшеницы в Республике Беларусь составили 504,1 тыс. га, что значительно больше, чем озимой тритикале -482,0 тыс. га и озимой ржи - 417,0 тыс. га. Значительно были расширены посевные площади пшеницы в хозяйствах Витебской (140,1 тыс. га), Минской (109,5), Могилевской (73,0 тыс. га) областей [76].

Озимая пшеница относится к наиболее ценным продовольственным культурам. Помимо хлебопечения пшеница широко используется для производства макарон и кондитерских изделий. Хлеб из пшеницы отличается высокими вкусовыми качествами и по питательности и переваримости превосходит хлеб из муки всех других зерновых культур. Из зерна вырабатывается также спирт и декстрин.

Отходы мукомольного производства (отруби, мучная пыль), а также солома и полова идут на корм животным (1 кг зерна содержит 1,20 к. ед., 1 кг соломы - 0,21 к. ед., 1 кг мякины - 0,40 к. ед., 1 кг отрубей - 0,75 к. ед.) [17, 78, 79, 171].

Наиболее ценными компонентами пшеничного зерна являются белки, состоящие из аминокислот, восемь из которых являются незаменимыми. Проблему увеличения содержания белка в зерне называют проблемой века [82].

Технологические свойства пшеницы зависят от содержания белка и еще в большей мере от физико-химических свойств клейковины. Хлебопекарные качества пшеницы тесно связаны с белковым комплексом зерна, количеством и качеством клейковины.

Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено, что качество зерна пшеницы зависит от почвенно-климатических условий, сорта, предшественника, сроков посева, удобрений и др. Главным фактором, от которого в Республике Беларусь зависит количество клейковины в зерне, является режим азотного питания.

Влияние комплексного применения минеральных удобрений средств защиты растений на фотосинтетическую деятельность посевов озимой пшеницы

Фотосинтез - основной процесс жизнедеятельности растений, тесно связанный с минеральным питанием и потреблением воды. Оптимизация условий минерального питания и влагообеспеченность растений обеспечивает лучшее использование продуктов фотосинтеза на процессы роста и развития растений, формирование урожая. Основной результат фотосинтеза - аккумуляция солнечной энергии в виде органического вещества.

Высокая урожайность сельскохозяйственных культур не может быть получена без организации фотосинтетической деятельности посевов с большим фотосинтетическим аппаратом и высокой оптической плотностью, чтобы в достаточной степени поглощать энергию света, усваивать СО, и преобразовывать их в органическое вещество. Продуктивность фотосинтетической деятельности посевов определяется комплексом метеорологических факторов, где ведущее место занимают солнечная радиация, температурный режим, условия увлажнения. Определенную роль в регулировании фотосинтетической деятельности посевов играют условия питания растений [12, 18, 35, 83, 88, 90, 101].

Основной показатель, характеризующий состояние посевов с точки зрения их фотосинтетической деятельности, - развитие поверхности листьев (площадь листовой поверхности по стадиям роста и развития растений), он оказывает непосредственное влияние на накопление биомассы растений в процессе вегетации. Для оценки состояния посевов чаще всего используют значение фотосинтетического потенциала (ФП) - суммы ежедневных показателей площади листьев на гектар посева, он характеризует фотосинтетическую мощность посевов за весь вегетационный период или за отдельный промежуток времени. Кроме того, одним из важнейших показателей фотосинтетической деятельности является чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), которая характеризует среднюю эффективность работы единицы листовой поверхности растений по накоплению сухой массы. ЧПФ зависит как от интенсивности фотосинтеза, так и от дыхания, а также от скорости отмирания части фитомассы и положительно коррелирует (г = + 0,9) с интенсивностью фотосинтеза [113, 172].

А. А. Ничипорович [ПО] указывал, что приемы, приводящие к улучшению развития площади листьев, являются главным видом борьбы за высокие урожаи.

По данным Института почвоведения и агрохимии, для формирования 1 ц зерна озимых и яровых зерновых культур, возделываемых на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, необходимо сформировать площадь листьев в межфазовый период второй узел (последний лист) - колошение в пределах 1 тыс. м²/га. При меньшей площади листового аппарата процессы фотосинтеза протекают недостаточно активно, что приводит к недобору урожая зерна. Формирование значительно большей площади листьев также не способствует дальнейшему увеличению продуктивности озимых и яровых зерновых культур, что связано с активным затенением нижнего яруса листьев и, как следствие, снижением эффективности фотосинтеза. Кроме того, чрезмерное нарастание листового аппарата увеличивает опасность полегания посевов [113].

По результатам исследований с зерновыми культурами в Республике Беларусь и других странах отмечается сильная прямая корреляционная зависимость между урожайностью и площадью листовой поверхности [65, 111, 168, 208].

Для озимых пшеницы и тритикале оптимальным значением фотосинтетический потенциала является 0,52-1,65 млн м² • сут/га [113].

Для разработки ресурсосберегающих технологий применения средств химизации при возделывании изучаемых озимых существует необходимость поиска направлений, обеспечивающих оптимальные условия для лучшего использования растением солнечной энергии и протекания процесса фотосинтеза.

Полевой опыт с озимой пшеницей проводили на опытном поле «Тушково» учебно-опытного хозяйства БГСХА. Почва опытного участка - дерново-подзолистая среднеокультуренная легкосуглинистая, развивающаяся на лессовидном суглинке, подстилаемом с глубины 1,8 м моренным суглинком.

Почва опытного участка характеризовалась близкой к нейтральной реакцией почвенной среды (рН_КС| 6,2), низким и средним содержанием гумуса (1,38-1,79 %), высокой обеспеченностью подвижными соединениями фосфора (296-315 мг/кг), средним и повышенным содержанием подвижного калия (197-225 мг/кг). Обеспеченность почвы подвижной медью была низкой (1,4-1,5 мг/кг), подвижным цинком - средней (3,9-4,2 мг/кг).

В опыте изучали озимую пшеницу сорта Капылянка. Предшественником была горохо-овсяная смесь. Общая площадь делянки - 60 м², учетная - 39,4 м², повторность - четырехкратная.

Посев озимой пшеницы в 2004 г. был произведен сеялкой RAU Airsem 5 сентября. Норма высева семян озимой пшеницы составила 5 млн/га всхожих зерен. В 2005-2006 гг. были проведены полевые опыты на такой же почве, как и в 2004-2005 гг., с аналогичной нормой высева семян. Посев озимой пшеницы в 2005 и 2006 гг. был произведен 4 сентября.

В опытах применяли карбамид (46 %), КАС (30 % N) (в разведении 1:3; объем рабочего раствора - 300 л/га), аммонизированный суперфосфат (8 % N и 30 % Р,0 ) и хлористый калий (60 % К,О). Минеральные удобрения вносили вручную осенью под предпосевную культивацию. Первую подкормку карбамидом в дозе N₅₀ проводили в начале возобновления активной вегетации растений.

В опыте с озимой пшеницей комплексное удобрение Витамар-3 стимулирующего действия, представляющее собой жидкий концентрат микроэлементов с биологическим стимулятором роста - гидрогуматом, применяли в начале фазы выхода в трубку в дозе 1 л/га. В 1 л Витамара-3 содержатся следующие компоненты: MgSO₄ • 7Н,0 - 220 г, Н,ВО, - 20 г, ZnSO₄ • 7Н,0 -20 г, MnSO₄ -4H,O - 120 г, CuSO₄ 5H₂O - 260 г, (NH₄)₆Mo₇O_?4 • 4Н_?О - 10 г, FeSO₄ • 7Н,0 - 120 г, соль Мора (NH₄)₂SO₄ • FeSO₄ • 6Н,0 - 10 г, гуматы - 50 мл.

Сульфат меди применяли в аналогичные сроки в дозе 150 г/га. Гербицид линтур вносили в фазу кущения в дозах 100 и 135 г/га, регулятор роста растений эпин - в начале фазы выхода в трубку в дозе 20 мг/га, фунгицид реке Т -в ту же фазу в дозах 0,42 и 0,6 л/га. Подкормки КАС, микроудобрениями, а также обработки растений гербицидом, фунгицидом и регулятором роста растений проводили согласно схем опытов ранцевым опрыскивателем.

Агрохимические показатели почвенных и растительных образцов были определены согласно ГОСТ и общепринятым методикам.

Показатели фотосинтетической деятельности посевов (площадь листьев, ФП, ЧПФ, накопление надземной биомассы) определяли по общепринятым методикам.

Полученные данные обработаны дисперсионным и корреляционно-регрессионным методами анализа по Б. А. Доспехову с использованием ПЭВМ.

Отмечена хорошая совместимость КАС с комплексным микроудобрением Витамар-3, сульфатом меди, регулятором роста растений эпином, гербицидом линтур и фунгицидом реке Т, а также эпина с рексом Т. При смешивании сульфата меди с КАС и рексом Т происходило подкисление реакции среды.

Метеорологические условия осени 2004 г. и весенне-летнего периода 2005 г. в целом способствовали нормальному росту и развитию озимой пшеницы. Расчет гидротермического коэффициента показал, что в сентябре 2004 г. и июле 2005 г. рост и развитие проходили в засушливых условиях, а в мае-июне

2005 г. - в условиях избыточного увлажнения.

Погодные условия осеннего периода 2005 г. и весенне-летнего периода

2006 г. были менее благоприятны для роста и развития озимой пшеницы. Наблюдалось снижение урожайности зерна и ухудшение его качественных показателей. Сентябрь 2005 г. был сухим (ГТК = 0,2), май 2006 г. - нормально увлажненным (ГТК = 1,5), июнь 2006 г. - избыточно увлажненным (ГТК = 2,0) и июль 2006 г. - недостаточно увлажненным (ГТК = 1,2). Зимовка озимой пшеницы прошла в условиях устойчивого снежного покрова.

Метеорологические условия с сентября 2006 г. по август 2007 г. были в некоторой степени аномальными. Для этого периода были характерны очень поздняя зима и ранняя весна, но несмотря на это в 2007 г. по сравнению с 2006 г. была получена более высокая урожайность зерна хорошего качества.

Более интенсивно нарастание листовой поверхности посевов озимой пшеницы происходило от фазы первого узла до фазы флагового листа (табл. 5). Применение удобрений существенно увеличивало нарастание листовой поверхности. Так, в среднем за 2005-2007 гг. в фоновом варианте N_|9P₇₀K_|n0 + N._n + линтур (135 г/га) + N,_o КАС + реке Т (0,6 л/га) увеличение площади листовой поверхности по отношению к контролю составило от 16,2 (фаза первого узла) до 32,5 (фаза флагового листа) и 32,2 (фаза колошения) тыс. м²/га.

Максимальная площадь листовой поверхности за годы исследований отмечена в фазу колошения - 68,5 тыс. м²/га в варианте N₁₉P₇₀K_|00 + N + линтур + N₃₀ КАС с Си + реке Т + N_[5KAC. Следует отметить варианты: N₁₉P₇₀K_[()0 + N._o

+ линтур + N_3(| КАС + эпин с рексом Т и N₁₉P₇₀K_|00 + N₅₀ + линтур + N,_o КАС с Витамаром-3 + реке Т, в которых в фазу колошения площадь листовой поверхности достигала 66,8 и 66,6 тыс. м²/га соответственно.

Таблица 5. Показатели фотосинтетической деятельности посевов озимой пшеницы, среднее за 2005-2007 гг.

Окончание табл. 5

Обработка посевов озимой пшеницы в фазу кущения гербицидом линтур в дозе 135 г/га достоверно повышала площадь листовой поверхности в фазу колошения на 4,2 тыс. м²/га, а при совместном внесении линтура с N КАС по сравнению с их раздельным внесением - на 3,9 тыс. м²/га.

При применении фунгицида реке Т в фазу начала выхода в трубку площадь листовой поверхности озимой пшеницы в фазу колошения составила

59,5 тыс. м²/га, что на 5,9 тыс. м²/га выше значения изучаемого показателя в варианте без внесения фунгицида. Применение рекса Т в дозах 0,6 и 0,42 л/га совместно с КАС по действию на исследуемый показатель было на уровне с фоновым вариантом (N_1QP₇₀K_|00 + N_so + лиитур (135 г/га) + N,_o КАС + реке Т (0,6 л/га)).

Регулятор роста эпин и применяемые в опыте микроудобрения по сравнению с фоновым вариантом способствовали увеличению площади листовой поверхности. В варианте N₁₉P₇₀K_|00 + N₅₀ + линтур + N,_o КАС + Си + реке Т этот показатель достиг максимального значения в фазу колошения и составил 64,5 тыс. м²/га, что на 5 тыс. м²/га выше значения фонового варианта. В результате обработки посевов озимой пшеницы комплексным микроудобрением Витамар-3 к фазе колошения площадь листовой поверхности составила

65,7 тыс. м²/га, регулятором роста растений эпин - 65,1 тыс. м²/га. Совместное внесение микроудобрений с КАС, эпина с рексом Т было равнозначно их раздельному использованию.

Необходимо отметить, что в среднем за 2005-2007 гг. применение баковой смеси медного купороса с рексом Т способствовало активному нарастанию листового аппарата в опытах с озимой пшеницей. Изучаемый показатель в фазу колошения возрастал на 3,4 тыс. м²/га по сравнению с их раздельным внесением.

В наших исследованиях 2005-2007 гг. [9, 159] фотосинтетический потенциал листовой поверхности посевов озимой пшеницы определялся применением изучаемых средств химизации и погодными условиями на протяжении вегетации.

Анализ распределения ФП в течение вегетации озимой пшеницы показал (см. табл. 5), что более высокие приросты величин этого показателя по фазам развития растений отмечались при применении микроудобрений и регулятора роста растений с момента появления флагового листа и до колошения. После фазы колошения наблюдалось снижение значений ФП. В межфазовый период первый узел - флаговый лист фотосинтетический потенциал был в 2,1-

2,2 раза ниже его значения в фазы флаговый лист - колошение.

Наименьший фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы в среднем за 2005-2007 гг. был в контрольном варианте без удобрений и составил в период флаговый лист - колошение 0,42 млн м² • сут/га.

При применении гербицида линтур и фунгицида реке Т на фоне N_|QP₇₀K_|00 + N.₍₎ + N₃₀ К АС значения ФП в период флаговый лист - колошение увеличивались на 0,08 и 0,11 млн м² • сут/га соответственно.

Внесение медного купороса, микроудобрения Витамар-3, регулятора роста растений эпин увеличивало листовой фотосинтетический потенциал начиная с фазы флагового листа по сравнению с фоновым вариантом N_|9P₇₀K_|00 + N₅₀ + линтур (135 г/га) + N₃₀ КАС + реке Т (0,6 л/га) на 0,08; 0,09 и 0,08 млн м² • сут/га соответственно.

Максимальное значение показателя на уровне 1,08 млн м²-сут/га в межфазовый период флаговый лист - колошение отмечено в варианте N₁₉P₇₀K₁₀₀ + N._o + линтур + N,₍₎ КАС с Си + реке Т + N_|5KAC. Высокие значения фотосинтетического потенциала зафиксированы в вариантах с применением Витамара-3 с КАС, эпина и Си с рексом Т - 1,05, 1,06 и 1,07 млн м² • сут/га соответственно.

Совместное внесение меди, комплексного микроудобрения Витамар-3, фунгицида реке Т с КАС, регулятора роста эпин и меди с рексом Т в среднем за годы исследований по влиянию на фотосинтетический потенциал было равнозначно их раздельному внесению.

В наших исследованиях с озимой пшеницей чистая продуктивность фотосинтеза с увеличением площади листьев уменьшается (эффект затенения). Между ЧПФ и урожаем зерновых культур прослеживается чаще всего обратная связь [164] или неустойчивая корреляция [16].

В результате анализа полученных опытным путем данных можно сделать вывод о том, что внесение минеральных удобрений увеличивало ЧПФ посевов изучаемой культуры. В. Н. Босак [18] получил аналогичные результаты в опытах с овсом.

Расчет ЧПФ озимой пшеницы показал, что более высокой она была в нормально увлажненном 2006 г. В среднем за 2005-2007 гг. исследований от фазы первого узла до фазы флагового листа чистая продуктивность фотосинтеза при раздельном и совместном внесении микроудобреиий, регулятора роста эпин с КАС и фунгицидом рексом Т по сравнению с фоном увеличивалась и достигала 8,1 г/м² • сут в лучшем варианте N₁₉P₇₀K_]00 + N._y + линтур + N₃₀ КАС с Витамаром-3 + реке Т. В межфазовый период флаговый лист-колошение значение показателя снижалось до 3,1-3,9 г/м² • сут, в фазы колошение-молочная спелость повышалось до 7,2-7,8 г/м² • сут в зависимости от варианта опыта.

Проведенный нами анализ парной корреляционно-регрессионной зависимости урожайности зерна озимой пшеницы от площади листовой поверхности, ФП и ЧПФ показал, что между этими показателями наблюдается сильно выраженная зависимость. Коэффициент детерминации в среднем за три года исследований составил 0,82-0,99 (табл. 6).

Таблица 6. Зависимость урожайности зерна озимой пшеницы от показателей продукционного процесса, среднее за 2005-2007 гг.

Примечание, х- показатель; у - урожайность зерна, ц/га.

Величина (1 -7?²) • 100 % показывает, сколько процентов вариации параметра Y обусловлены факторами, не включенными в регрессионную модель. При высоком (R- 75 %) значении коэффициента детерминации можно делать прогноз у =/(х) для конкретного значения х.