ИЗВЕСТИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020 № 5 (85)

УДК 633.11«321»:631.526.32(470.56)

Влияние фонов возделывания на показатели качества зерна сортов яровой пшеницы в Оренбургском Приуралье*

И.Н. Бесалиев, д-р с.-х. наук; А.Л. Панфилов, канд. с.-х. наук; Т.А. Тимошенкова, канд. с.-х. наук; Р.Р. Абдрашитов, канд. с.-х. наук

ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН

Качество зерна пшеницы, как и другой сельскохозяйственной продукции во многом зависит от почвенно-климатических условий района её возделывания. Глобальные изменения климата в значительной мере повлияли на региональные погодно-климатические факторы.

В засушливых регионах, куда относится и Оренбургское Приуралье, на фоне недостатка почвенной влаги с увеличением температурного режима воздуха создаются экстремальные условия для произрастания пшеницы. Существует мнение, что с увеличением засушливости климата улучшаются мукомольно-хлебопекарные свойства зерна, повышается содержание в нём белка [1]. Но температуры воздуха больше 30 °С опасны для яровой пшеницы во все фазы онтогенеза, считают А.И. Коровин, Н.И.Калинин, Н.Г. Грибкова [2]. По данным K. Begcy, H. Walia [3], стресс от засухи сильно подавляет экспрессию белков пшеницы, таких как глютенины, глиадины и авенины, уже через 3 дня после опыления. Репродуктивное развитие более уязвимо к абиотическим стрессам по сравнению с вегетативными стадиями, поскольку стресс может прекратить развитие и привести к стерильности [4]. Отрицательное влияние максимальной температуры на развитие культуры подчёркивают и другие авторы [5, 6].

Качественные показатели зерна яровой мягкой пшеницы зависят от эколого-географического происхождения сортов. Так, в условиях степи Оренбуржья высоконатурное зерно формируют сорта степного волжского, восточного и южного экотипов. Более стекловидное зерно характерно для сортов степной волжской и восточной экологических групп. Зерном с содержанием белка 14 % и выше характеризуются сорта лесостепной западносибирской и лесостепной восточной, степной волжской, степной восточной и степной южной экологических групп. Высокое содержание клейковины (33 – 34 %) отмечено у сортов степного волжского, восточного и южного экотипов [7].

Кроме погодных факторов, оказывающих несомненное влияние на качество зерна, существенное значение имеют агротехнические приёмы возделывания. Основными из них являются предшественники, приёмы обработки почвы, сроки сева, удобрения. Как указывают Е.И. Шиятый, Л.А. Пуалаккайнан [8], эффективным средством повышения содержания белка в зерне является наличие в севообороте многолетних бобовых трав, а наилучшим предшественником – паровое поле. Частота получения зерна с содержанием клейковины до 32 % при посеве по пару составляет до 90 %. Такие же рекомендации сформулированы для Оренбургского Приуралья [9], лесостепной зоны Поволжья [10].

На качество зерна пшеницы оказывают влияние и приёмы основной обработки почвы. При выращивании яровой пшеницы по чистому пару наибольшее количество клейковины было получено в системах с отвальной обработкой почвы в степной зоне Бурятии [11], в лесостепи Среднего Поволжья [12], а также при глубоком (0,30 – 0,32 м) осеннем щелевании пара для светло-каштановых почв Волгоградской области [13].

Исследования различных приёмов основной обработки чистого пара под озимую пшеницу выявили преимущество плоскорезной обработки над отвальной и особенно нулевой. Содержание белка в зерне пшеницы, полученной на данных вариантах, изменялось от 16,4 до 14,3 %, клейковины – в пределах 29,8 – 23,7% [14].

Натура зерна подвержена изменчивости под действием различных агротехнических факторов, среди которых сроки сева, сроки уборки, удобрения, средства защиты растений [15, 16].

Целью нашего исследования было изучение показателей качества зерна различных сортов яровой мягкой и твёрдой пшеницы при размещении их по пару и после зернового предшественника при разных приёмах основной обработки. Данные по качеству зерна при этом увязаны с погодными факторами различных лет.

Метеоусловия в годы проведения опытов были различными. В 2016 г. при незначительном (0,6 °С) превышении средней температуры воздуха за период вегетации обильные осадки (222 % нормы) выпали в конце налива зерна, максимальная температура воздуха поднималась до 32 – 33 °С.

В 2017 г. среднесуточная температура варьировала в пределах нормальных значений, а в мае – июне была ниже их; осадки выпали в первой половине вегетации (май – 168 %, июнь – 98 % нормы). В период формирования зерна осадки отсутствовали.

В 2018 г. оптимальные условия начальных фаз роста (май) сменились на экстремальные как по осадкам (июнь – 27,8 %, июль – 43,6 % нормы), так и по температурному режиму воздуха (максимальные значения в июне – 35,1 °С, в июле – 39,9 °С).

Погодные условия 2019 г. отличались изменчивостью температурного режима воздуха, неравномерностью осадков и общей неблагоприятностью для роста и развития яровой пшеницы. В целом условия вегетации яровой пшеницы в годы исследования отличались неустойчивостью основных составляющих погодных факторов.

Материал и методы исследования. Материалом для исследования служили данные полевых опытов по изучению экологической пластичности сортов яровой мягкой и яровой твёрдой пшеницы после зернового предшественника (яровая мягкая пшеница) при разных приёмах зяблевой обработки почвы (вспашка и безотвальное рыхление), а также при посеве их по чёрному пару.

Фоны зяблевой обработки были заложены осенью предшествующего года. Вспашка проведена плугом ПН-4 – 35 на глубину 25 – 27 см, безотвальное рыхление – стойками СибИМЭ на глубину 25 – 27 см. Под закладку пара было проведено безотвальное рыхление, в течение летнего периода – четыре культивации, перед уходом в зиму – рыхление стойками СибИМЭ.

Весной проведено покровное боронование и предпосевная культивация. Посев осуществлялся сеялкой СН-16, норма высева составляла 4,5 млн всх. семян на 1 га. Площадь делянок равнялась 49,5 м² (длина делянок – 30 м, ширина – 1,65 м). Повторность опыта четырёхкратная. В опыте изучались сорта яровой пшеницы оренбургской селекции, а также селекции Ульяновского НИИСХ и Самарского НИИСХ. Сорта относятся к степной экологической группе, среднеспелые, разновидность альбидум (Тулайковская золотистая, Учитель), лютесценс (Оренбургская 23, Ульяновская 105) и гордеиформе (Оренбургская 10 и Безенчукская 210).

Показатели качества зерна определялись в ЦКП ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН по соответствующим ГОСТам. Математическая обработка результатов выполнена по Б.А. Доспехову [17].

Результаты исследования. Формирование качества зерна (стекловидность, натура, содержание сырой клейковины) является результатом комплексного взаимодействия абиотических, биотических факторов, сортовых особенностей и приёмов агротехники.

Математический анализ полученных данных показал, что доля влияния погодных факторов изученных лет на показатели качества зерна изменялась в пределах от 32,6 % по стекловидности зерна до 63,7 % по натуре зерна; по содержанию клейковины она составляла 55,0 %. Довольно значителен вклад сортов: по стекловидности – 15,2 %, по натуре зерна – 17,5 %, по количеству сырой клейковины – 18,3 %. Влияние фонов обработки почвы наиболее было заметно по содержанию белка – 10,5 %, по стекловидности зерна – 9,6 %, натуре зерна – 9,8 %. Таким образом, суммарное влияние фактора «генотип – среда» составил 42,6 – 73,5 %.

Стекловидность зерна является одним из важнейших показателей зерна, определяющим другие показатели качества. Согласно ГОСТу 9353 – 2016 для зерна 1 – 2-го класса она должна быть не менее 60 % для мягкой и не менее 85 % для твёрдой пшеницы.

Стекловидность зерна изученных сортов в наших исследованиях отвечала требованиям 1-го класса (табл. 1).

В благоприятный по температурному режиму год (2017) существенных различий по фонам возделывания не получено (табл. 1). Одни сорта (Тулайковская золотистая, Ульяновская 105, Безенчукская 210) наибольшую стекловидность сформировали на фоне пара, другие (Учитель, Оренбургская 23) – по предшественнику яровая мягкая пшеница на фоне отвальной вспашки. В целом в 2017 г. зерно сортов как мягкой, так и твёрдой пшеницы было высокостекловидное. В резко засушливый (2018) год зерно с наибольшей стекловидностью формировалось на фоне парового предшественника. При посеве после яровой мягкой пшеницы показатели стекловидности существенно снизились – на 7 – 15 %. Сорта твёрдой пшеницы и сорт мягкой пшеницы Тулайковская золотистая при посеве по пару сформировали зерно с высокой стекловидностью (95 – 98 %).

В 2019 г. при избыточном количестве осадков в период налива зерна стекловидность зерна резко снизилась. Бо́льшая устойчивость данного показателя получена по сортам мягкой пшеницы Тулайковская золотистая и Ульяновская 105 по фону безотвального рыхления зяби и сорту Безенчукская 210 на обоих фонах зяблевой обработки. Паровой фон в этом году оказался менее благоприятным для показателя стекловидности зерна.

Таким образом, стекловидность зерна яровой пшеницы в значительной мере изменчива в зависимости от погодных условий и от предшественников. Преимущество пара проявляется в засушливый год при недостатке осадков в течение всей вегетации на фоне высокой средней и максимальной температуры воздуха. При умеренной температуре воздуха в течение вегетации при недостатке влаги или при избытке увлажнения в период налива преимущество парового фона для формирования стекловидности зерна снижается.

Натура зерна мягкой пшеницы согласно ГОСТу 9353 – 2016 для 1 – 2-го класса должна быть не менее 750 г/л, для зерна твёрдой пшеницы – не менее 770 г/л (1-й класс) и не менее 745 г/л (2-й и 3-й классы). Посев яровой пшеницы по пару обеспечивает получение зерна 1 – 2-го класса (табл. 2). При этом снижение отмечено в год с избытком влаги в период налива и при пониженной температуре воздуха (2019 г.), когда по твёрдой пшенице натура зерна сформировалась на уровне требований 2 – 3-го класса.

Сорта мягкой и твёрдой пшеницы резко снизили объёмную массу зерна в 2019 г. по зерновому предшественнику как на фоне вспашки, так и при безотвальном рыхлении зяби, этому способствовало выпадение большого количества осадков во второй половине вегетации.

Снижение натуры зерна по зерновому предшественнику, особенно по сорту мягкой пшеницы Оренбургская 23, отмечалось в сильно засушливом 2018 г., а по сорту Ульяновская 105 – в 2017 г. при пониженной температуре воздуха и малом количестве осадков.

Таким образом, посев сортов яровой пшеницы по пару является средством получения более высоконатурного зерна, а при посеве по зерновому предшественнику наблюдается снижение натуры зерна. Влияние приёмов основной обработки на натуру зерна малосущественно.

Согласно ГОСТу 9353 – 2016 зерно мягкой пшеницы 1 – 2-го класса должно содержать сырой клейковины не менее 28 – 32 %, а зерно твёрдой – не менее 25 – 28 %. В годы исследования рассматриваемые сорта яровой пшеницы содержали сырую клейковину от 25% и выше (табл. 3).

Различия по фонам возделывания проявились в острозасушливый (2018) год. Так, при посеве по пару содержание сырой клейковины было больше в сравнении с зерновым предшественником у исследованных сортов на 10 – 11 %. Между приёмами обработки зернового предшественника различий не обнаружено. В благоприятный по температуре воздуха год (2017) преимущество фонов возделывания не прослеживалось.

Выводы. Результаты исследования показали, что качество зерна яровой мягкой пшеницы в Оренбургском Приуралье под влиянием погодных условий и фонов возделывания подвержено значительной изменчивости. При этом показатели стекловидности зерна, натуры зерна, содержания сырой клейковины в годы исследования в большинстве случаев соответствовали требованиям ГОСТа 9353 – 2016 на зерно 1 – 2-го класса. Положительное влияние парового фона на качество зерна проявляется в острозасушливый год. В благоприятный год по температурному режиму воздуха периода вегетации отмечена меньшая изменчивость показателей качества зерна от фонов возделывания у сортов как яровой мягкой, так и твёрдой пшеницы.

DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-22-27

Аннотация

Опубликовано Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 5 (85), стр. 22-27

_________________

* Работа выполнена в рамках госзадания № 0761-2019-0004.