автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:ПРОДУКТИВНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В НАЧАЛЕ ВЕГЕТАЦИИ

Л-дтя

На правах рукописи

ЛОПАТИН Александр Николаевич

ПРОДУКТИВНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В НАЧАЛЕ ВЕГЕТАЦИИ

Специальность 06.01.09 - растениеводство; 05.18.01 - технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур и крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре технологии производства и переработки продукции растениеводства Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им П А Костычева

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В. П. Ноложенцсв

Официальные оппоненты

доктор биологических наук, профессор И. Н. Новиков кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О. А. Раскутнн

Ведущая организация — Управление сечьского хозяйства и продовольствия Администрации Рязанской области

Защита диссертации состоится «¿/с » 2004 года в '-3 часов

на заседании диссертационного совета Д 220 043 05 при Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Адрес 127550, Москва, ут Тимирязева, 49, диссертационный соне;

МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА

Автореферат разослан «ЛСу> 2004 г

Ученый секретарь диссертационного совета

/

Р. Р. Усмани

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема повышения урожайности и улучшения качества зерна яровой пшеницы остро стоит в Нечерноземной зоне России.

Кроме ряда почвенно-климатических особенностей Нечерноземья определенное влияние оказывает и тот факт, что центр происхождения этой культуры находится в других, благоприятных для нее широтах и сформировавшийся в новых условиях фенотип в большинстве случаев далек от потенциальных возможностей растения (Положенцев, 1998). Одним из возможных путей более полной их реализации может стать применение физиологически активных соединений (ФАС), которые способны сыграть положительную роль в стимуляции ростовых процессов, увеличении продуктивности и формировании технологических свойств зерна (Ракишн, 1963; Брянцева, Калашникова, 1965; Заура-лов, Чернавина, 1994).

В литературе имеются некоторые сведения о влиянии регуляторов роста на морфофизиологические показатели и урожай яровой пшеницы (Кефели, 1984; Деева, Шелег, 1985). Однако исследований, проведенных в этом направлении явно недостаточно. Кроме того, оценке технологических свойств получаемого зерна не было уделено должного внимания.

В связи с этим актуальным является изучение воздействия физиологически активных соединений на процессы развития растений, формирование урожая, а также качество получаемой продукции в комплексе. Работа в указанном направлении особенно важна в Нечерноземной зоне, где эта ценная" культура характеризуется невысокой урожайностью и относительно низким качеством зерна, что часто не позволяет использовать его на продовольственные цели.

Цель и задачи исследований. Целью проведенных исследований является изучение и комплексная оценка действия физиологически активных соединений при применении их на определенных этапах онтогенеза на рост и развитие растений, формирование урожая и качество зерна мягкой яровой пшеницы в условиях южной части Нечерноземной зоны России.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучить физиологические аспекты воздействия ФАС на развитие растений яровой пшеницы, определить динамику показателей их фотосинтетической деятельности;

- выявить особенности формирования основных элементов продуктивности пшеницы;

- определить влияние физиологически активных соединений на урожайность и техн " зерна;_

■ \ХА ., - .ом литературы

ЦНБ МСХА Фонд научной литературы

- охарактеризовать эффект действия физиологически активных соединений с учетом различных факторов внешней среды,

- дать экономическую и энергетическую оценку применения ФАС в технологии выращивания мягкой яровой пшеницы

Научная новизна исследовании. В полевых опытах, проведенных на темно-серых лесных почвах Рязанской области, впервые изучено влияние обработки физиологически активными соединениями в начале вегетации растений яровой пшеницы на их рост и развитие, процесс формирования урожая Установлена возможность изменения отдельных технологических и хлебопекарных свойств зерна Выявлена способность ФАС сглаживать воздействие неблагоприятных климатических факторов на продуктивность растений

Даны экономическая и энергетическая оценки выращивания яровой мягкой пшеницы в зависимости от изученных технологических приемов

Практическое значение работы. В условиях Рязанской области определено оптимальное сочетание физиологически активных соединений для обработки растений яровой пшеницы

Внедрение в производство рассмотренной технологической операции может способствовать большей устойчивости посевов к неблагоприятным условиям внешней среды, обеспечит повышение урожая, улучшение качества получаемого зерна

Апробация. Основные положения результатов исследований ежегодно докладывались на заседании кафедры технологии производства и переработки продукции растениеводства (2001, 2002, 2003, 2004 гг ), научных конференциях Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им П А Костыче-ва (2003, 2004 гт) Мичуринского государственного аграрного университета (2003 г). Воронежского государственного аграрного университета им 1С. Д Глинки (2003 г ), Донского государственного аграрного университета (2004 г )

Публикации в печати. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка литературы Работа изложена на 119 страницах, содержит 28 таблиц, 6 рисунков и 4 приложения Список использованной литературы включает 207 источников, в том числе 43 зарубежных

МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная работа проведена в 2001-2003 гг на опытном поле Рыбновского государственного сортоучастка и в лабораториях кафедры технологии производства и переработки продукции растениеводства Рязанской госу-

дарственной сельскохозяйственной академии им. проф. П. А. Косгычева.

Объект исследований - яровая пшеница сорта Лада.

Предшественник - озимая пшеница. Агротехника яровой пшеницы была общепринятой для Нечернозёмной зоны. Норма высева 6 млн. всхожих семян на 1 га. Посев рядовой с шириной междурядий 15 см, глубина заделки семян 5 см.

Почвы опытного участка темно-серые лесные. В период закладки опыта пахотный слой характеризовался следующими показателями: содержание гумуса 4,2 %; содержание обменного калия (по Кирсанову) - 81120 мг, подвижного фосфора — 151-250 мг на 1 кг почвы, реакция почвенного раствора слабокислая, рН солевой вытяжки 5,6-6,0.

Нами была рассмотрена возможность влияния обработки посевов яровой пшеницы в период закладки узла кущения (фаза 3 листа) раствором аминной соли 2,4-Д (0,06 %) как отдельно, так и с добавлением мочевины (0,46 % р-р), в качестве источника азота (Ы), а также борной кислоты (0,05 % р-р), в качестве источника бора (В), в различных комбинациях на изменение продуктивности растений и технологических свойств получаемого зерна.

Схема опыта:

1. Опрыскивание растений водой (контроль);

2. Опрыскивание растений раствором аминной соли 2,4-Д (2,4-Д);

3. Опрыскивание растений раствором мочевины (Ы);

4. Опрыскивание растений раствором борной кислоты (В);

5. Опрыскивание растений раствором мочевины и борной кислоты (№В);

6. Опрыскивание растений раствором аминной соли 2,4-Д и мочевины (2,4-Д+Ы); *

7. Опрыскивание растений раствором аминной соли 2,4-Д и борной кислоты (2,4-Д+В);

8. Опрыскивание растений раствором аминной соли 2,4-Д, мочевины и борной кислоты (2,4-Д+Ы+В).

Норма расхода рабочего раствора - 300 л/га

Учетная площадь делянки - 10 м2. Повторность опыта четырёхкратная, размещение вариантов рендомизированное.

Все наблюдения, учеты и анализы проводили по общепринятым методикам. Периодичность исследований соответствовала основным фазам вегетации и этапам онтогенеза яровой пшеницы.

Фенологические наблюдения, подсчет густоты стояния растений, накопления сырой и сухой массы, определение структуры урожая проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных

культур (1985); определение площади листьев, чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) и фотосинтетическнй потенциал (ФГГ) - по А А Ничипоровичу (1961)

Учет урожая по делянкам сплошным обмолотом с пересчетом на 14 %-ю влажность и 100 %-ю чистоту В день уборки с учетных площадок каждой делящей в четырех местах в сноповой образец отбирали 25 среднйх растений, по которым определяли высоту растений, длину колоса, количество колосков, число зерен в колосе, массу зерна одного растения и в целом структуру урожая Проводили определение массы 1000 семян по ГОСТ 12042-76, натуры по ГОСТ 10840-64, количество и качество клейковины - по ГОСТ 27839-88, стекловидность - по ГОСТ 10987-76, крупность - по ГОСТ 13586 2-81, пробную выпечку хлеба - по ГОСТ 27669-88, объемный выход хлеба и формоустой-чивость - по общепринятым методам

Статистическую обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа по Б А Доспехову(1985)

Экономическую эффективность рассчитывали по «Методике определения экономической эффективности использования в сетьском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений» (1980)

Энергетическую оценку агроприемов проводили согласно методике в изложении Пупошша А И иЗахаренкоА В (1995)

Погодные условия вегетационного периода яровой пшеницы за время проведения исследований различались как по температурному режиму, так и по количеству выпавших осадков

В целом, период вегетации яровой пшеницы в 2001 году можно охарактеризовать переизбытком увлажнения и умеренным температурным режимом Метеоусловия за период вегетации кучьгуры в 2002 году характеризовались крайне засушливыми условиями и в основном умеренной температурой возд>-ха. Всего за вегетацию в 2002 году выпало 46,7 мм осадков, что составило лишь 24,8 % от среднемноголетних данных

Относительно благоприятные погодные условия для роста и развили пшеницы складывались в 2003 году, когда температура и количество выпавших осадков были близки к средпемноголетним

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Длительность прохождения фенологических фаз Продолжительность вегетационного периода яровой пшеницы изменя-тась от 84 до 93 дней В 2001 г. она составляла по вариантам 84-86, в 2002 г -86-89, а в 2003 г - 91-93 дня В среднем за период исследований - 87-84 дней

(табл. 1.). Воздействие изучаемых физиологически активных соединений (ФАС) привело к увеличению длительности межфазных периодов и, в конечном итоге, вегетационного периода.

В процессе наблюдений в 2001-2003 гг. зафиксировано влияние применяемых ФАС на продолжительность периодов выход в трубку-колошение, колошение-цветение.

Таблица 1

Продолжительность межфазных и вегетационного периодов мягкой яровой пшеницы Лада в среднем за период исследований (2001-2003 гг.), дней

Вариант Посев-всходы Всходы-кущение Кущение-выход в трубку Выход в трубку-колошение Колошение-цветение Цветение-восковая спелость Вегетационный период

1. Контроль 9 15 13 21 7 31 87

2. 2,4-Д 9 15 13 21 7 33 89

З.Ы 9 15 13 21 6 32 87

4. В 9 15 12 20 6 34 88

5.Ы+В 9 15 12 20 6 34 88

6. 2,4-Д+И . 9 15 13 21 6 33 88

7. 2,4-Д+В 9 15 13 22 6 32 88

8. 2,4-Д+Ы+В 9 15 12 21 6 34 89

Наиболее значительно применение обработки повлияло на длительность периода цветение-восковая спелость: в различные годы по отдельным вариантам превышение контроля составляло до 4 дней, а в среднем за три года - 1-3 дня. Максимальный эффект отмечен в вариантах с применением растворов борной кислоты, мочевины и борной кислоты, а также комплекса 2,4-Д, мочевины и борной кислоты.

Фотосинтетическая деятельность посевов Важным показателем, определяющим фотосинтетический потенциал, фотосинтетическую деятельность посевов, а также их продуктивность является площадь листьев, динамика её формирования и продуктивность фотосинтеза единицы листовой поверхности.

Наибольшего значения по вариантам опыта площадь листьев достигала в фазу колошения, а затем снижалась (рис. 1).

У яровой пшеницы в среднем за 3 года в фазу колошения площадь листовой поверхности посева составила 23,4-29,2 тыс. м^/га По годам она колебалась более значительно, достигая максимума в 2001 г. (26,7-33,2 тыс. м2/га).

Применение ФАС положительно влияло на формирование листовой поверхности растениями яровой пшеницы, причем наибольшие изменения данного показателя отмечены в фазы колошения и цветения

Сразу после проведения обработки нами наблюдалось довольно значительное опережение контрольными растениями остальных вариантов Серьезное отставание (до 19,1 %) было, в первую очередь, свойственно посевам, на которых применялась аминная соль 2,4-Д в различных комбинациях Продолжите чыюсть такого периода зависела, гтавным образом, от метеоусловий К концу фазы выхода в трубку началу колошения, площадь листьев обработанных растений сильно возрастала, и впоследствии отмирание чистового аппарата проходило медленнее, чем в контроле

Плошадь тистьев тыс ч* га

■ад-25 20 15 10 5 О

Кошроль 2,4-Д Ч В М+П 2,4 Д+М 2,4-Д* В 2 4-

Д+М+В

■ Кущение; ■ Выход в трубку, О Колошение, О Цветение □ Молочная спелость

Рис 1 Площадь листьев растений яровой пшеницы по фазам развития в среднем за период исследований (2001-2003 гг )

В среднем за годы исследований физиологически активные соединения в большинстве вариантов способствовали увеличению площади листьев посева на I га - в фазу колошения на 0,9-3,4 тыс м* (3,5-13,2 %) цветения - на 0 3-5,2 тыс ч; (1,8-31,9%)

Наибольшая площадь листовой поверхности наблюдалась у растений пшеницы, при применении раствора аминной соли 2,4-Д, а также при совместном применении 2,4-Д и борной кислоты (варианты 2, 7) В благоприятные для развития чистовой поверхности годы (2001 г ) этот показатечь достигал более 33,1 тыс мг/га (контроль - 26,7 тыс м'/га)

Формирование урожая зависит не только от площади листьев, но и от времени их функционирования. Фотосингетический потенциал (ФП) объединяет эти показатели.

Максимальная величина ФП отмечена в переувлажненном 2001 году в период от выхода в трубку до колошения - 530-622 тыс.м2* сутки/га.

ФАС увеличили фотосинтетический потенциал посевов пшеницы в среднем за три года на 18-79 тыс. м^х сутки/га (1,8-7,9 %) в период от кущения до молочной спелости (табл. 2).

Таблица 2

Фотосинтетический потенциал посевов яровой пшеницы, тыс. м2 х сутки /га

(2001-2003 гт.)

Вариант Кущение-выход в трубку Выход в трубку-колошение Колошение-цветение Цветение-молочная спелость Кущение-молочная спелость

1. Контроль 175 475 156 190 996

2. 2,4-Д 161 482 181 227 1051

3. N 172 462 166 214 1014

4. В 146 413 150 216 925

5. Ы+В 168 477 166 229 1040

6. 2,4-Д+И 161 472 164 242 1039

7. 2,4-Д+В 159 482 182 252 1075

8. 2,4-Д+Ы+В 145 456 186 244 1031

Наибольшее изменение ФП (55-79 тыс. мгх сутки/га) вызвала обработка посевов раствором 2,4-Д отдельно и в комплексе с борной кислотой (варианты 2,7). Однако в зависимости от природно-климатических условий по годам такая тенденция сохранялась не всегда Так, в засушливом 2002 г. фотосинтетический потенциал за вегетацию пшеницы был максимальным у контроля.

Другим показателем фотосинтетической деятельности посевов является чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), характеризующая способность растений накапливать сухое вещество за сутки в расчете на 1 м2 листьев.

По годам отмечено некоторое уменьшение изучаемого показателя под действием ФАС, составившее в среднем за время исследований 4,1-7,4 % (табл. 3).

Превышение контроля достигнуто только при совместном применении росгрегулирующих веществ (2,4-Д+Ы+В), а также при применении раствора борной кислоты (В). Продуктивная работа листьев в указанных вариантах увеличивалась за период кущение - молочная спелость на 0,80-1,18 г/м2* сутки (8,9-13,1 %).

Наибольшая величина ЧПФ за этот период составила 10,18 г/м2хсутки в

варианте опыта с использованием борной кислоты

Таблица 3

Чистая продуктивность фотосинтеза яровой пшеницы, г/м2хсутки

1 Вариант Кущение-выход в трубку Выход в трубку-колошение Колошение-цветение 1 Цветение- | ' молочная . спелость 1 Кущение- ' молочная | спелость ,

1 Контроль 5,25 10.66 6,78 13,31 1 9,00 '

2 2,4-Д 5,05 12,02 8 88 7,36 8 33 1

|3 N 5,39 11,52 6,62 11,00 1 8,63 |

¡4 В 5,39 15 80 7.87 11 66 1 10.18 '

>5 Ы+В 5,28 11.71 7,93 9.42 | 8,59 '

6 2.4-Д+Ы 5,46 11,90 7 44 9.41 | 8,55 1

7 2,4-Д+В 5,02 17,45 \ 6,51 7,66 ! 9.16 !

8 2,4-Д-гЫ+В 5,68 17 63 1 5,77 10,11 I 9,80

По фазам развития яровой пшеницы величина ЧПФ обычно изменялась в направлении, обратном площади тестовой поверхности Её максимум приходился на фазы выхода в тр>бку и молочной спелости, а минимум - на фазы ку-шения, колошения и цветения

Воздействие используемых препаратов, как правило, стабилизировало процессы роста и развития растений яровой пшеницы, сглаживая влияние климатических факторов

Наиболее существенные положительные сдвиги в процессе фотосинтетической деятельности растении яровой пшеницы были вызваны применением раствора аминной соли 2,4-Д и комбинации 2,4-Д+В

Прирост сухого вещества Прирост сухого вещества у растений всех вариантов отличался по годам в зависимости от метеорологических условий, температурного режима и применяемых ФАС

В 2001 и 2003 гг, характеризующиеся существенным влагообеспечением в период кущение-выход в трубку имело место некоторое преимущество контроля (3,4-41,0 %) практически над всеми вариантами В ¡асугшжвом 2002 г наблюдался обратный эффект Во всех вариантах, кроме единственного с применением раствора борной кислоты, прирост сухого вещества был больше, чем в контроле В случаях применения растворов комбинаций аминной соли 2,4-Д с борной кислотой и мочевиной (варианты 7,8,9) опережение составило 0,07-0,4 т/га или 7,4-42,6 %

От фазы выхода в трубку до колошения скорость образования сухого

вещества возрастала и к фазе колошения урожайность абсолютно сухой массы была максимальной во всех вариантах. Для периода выход в трубку-колошение за все время проведения исследований было характерно значительное преимущество вышеперечисленных вариантов над контролем. Эффект от применения рострегулирующих комбинаций 2,4-Д+В и 2,4-Д+Ы+В в среднем за 2001-2003 гг. составил 44,9- 55,0 %.

В целом за период кущение-молочная спелость урожайность сухой массы колебалась по годам и вариантам от 7,28 до 12,89 т/га При этом наибольшие значения данного показателя обеспечивало применение физиологически активных соединений в комбинациях 2,4-Д+В и 2,4-Д+№-В (варианты 7, 8). Прирост сухой массы по сравнению с контролем (100 %) составил: в 2001 г. - 124,2 и 123,8 %, в 2002 г. - 159,5 и 137,0 %, в 2003 г. - 97,9 и 108,7 %, в среднем за 2001-2003 гг. - 123,4 и 121,4 % соответственно (рис. 2).

Накопление сухого

вещества, т/га

Д+N+B'

■Кущение-выход в трубку; ■ Выход в трубку-колошение;

□ Колошение-цветение; , ПЦветение- молочная спелость

Рис. 2 Прирост сухого вещества в среднем за период кущение-молочная спелость (2001-2003гг.)

Урожайность, структура урожая Из всех морфофизиологических показателей, в той или иной степени коррелирующих с конечной продуктивностью, наибольшее внимание многих исследователей было обращено на характер и интенсивность кущения, а также на число зерен в колосе и массу 1000 семян.

Изучение влияния обработки растений показало, что метеоустовия года значительно влияют на уровень урожайности яровой пшеницы по годам исследований она находилась в пределах 19,5 - 299 ц/га по вариантам опыта (табл 4, рис 3)

В условиях избыточного увлажнения 2001 г урожайность составила 19,5-21,3 ц/га, в засушливом 2002 г - 22,5-28,2 ц/га. Близкие к оптимальным для роста и развития кутьтуры условия 2003 г позволили получить максимальное количество зерна - 26 5 -29,9 ц/га При этом необходимо отметить, что по отношению к контролю во все годы исследований наблюдается положительное влияние ФАС на урожайность яровой пшеницы сорта Лада

Таблица 4

Влияние обработок физиологически активными соединениями на урожайность _яровой пшеницы, т/га (2001-2003 гг)___

¡ Вариант ' 2001 г 1 2002 г 1 2003 г i 2001-2003 гг 1 от контроля, 1

¡1 Контроль 1,95 2 25 2 74 1 231 1

2 24-Д 2,12 1 2 44 2.90 i 2 49 1 0 18

3 N 1 2 08 2 41 2 99 2 49 0 18 !

,4 В 2.11 2 48 2.77 j. 2 45 0 14

5 N-B 2,05 , 2,68 2 65 2 46 0.15

!б 2,4-Д-1-М 2,09 2,53 1 2 76 1 2 46 1 0 15 I

,7 2 4-Д-В 1 2 08 2,65 2 69 2.47 0 16 ,

.8 2,4-Д+М+В 2,13 2,82 2 92 2 62 1 031 1

; НСР«< 0,15 1 0 35 ! 0,18 1 1

Обработка растений некоторыми ФАС и их сочетаниями в среднем за 3 года повышала урожайность пшеницы на 1,4-3,1 ц/га пли на 6,1-13,4 % Максимальное увеличение урожая при этом отмечено при использовании раствора 2,4-Д с азотом и бором Минимальная прибавка урожая получена под действием раствора борной кистоты

В год с избыточным влагообеспечением (2001 г ) эффективность применения физиологически активных соединений была достаточно высокой Существенные (статистически достоверные) прибавки урожая были получены в вариантах с применением растворов 2,4-Д (8,7 %). бора (8,2 %) и сочетания регуляторов 2,4-Д+Ы+В (9,2 %)

В засушливых условиях 2002 г обработки растений растворами Ы+В, 2,4-Д-|-В и 2,4-Д-|-К+В статистически достоверно повысили урожайность на 19,1 %, 17,8 % и 25,3 % соответственно

Наиболее оптимальным для роста и развития яровой пшеницы был 2003

г В целом уровень урожайности был высоким, чему способствовало благоприятное распределение осадков в период вегетации Опрыскивание растений в этом году в большинстве вариантов не привело к повышению урожайности, а в отдельных случаях вызвало еб некоторое снижение (комбинации №-В и 2,4-Д+В) Статистически достоверные прибавки были получены в вариантах с применением раствора мочевины (9,1 %) и сочетания 2,4-Д-^Ы+В (6,7 %) По всей видимости, при достаточной обеспеченности влагой и теплом, в растениях складывается благоприятное для роста и развития соотношение между разными группами фигогормонов в резучьтате чего дошшштельное вмешательство и изменение гормонального статуса растений не всегда бывает оправдано

Урожайность,

3 2,8 2.6 2,4 22 2 1 8

• 'Контроль. —•—2,4-Д, - -*- N. —К—В,

■ ■ 1ч+В, - ж- • 2,4-Д+М, - * - 2,4-Д+В, - ♦ - - 2,4-Д+Ы+В

Рис 3 Урожайность яровой пшеницы, (2001-2003 гт)

В среднем за весь период исследований (2001-2003 гг) существенное увеличение урожайности было отмечено тишь в варианте 2,4-Д-<-Ч+В и составите 13,4 %

Повышение продуктивности пшеницы под влиянием изучаемых обработок достигалось за счет изменения ей основных элементов Обработка растений ФАС, как правило, не увеличивала чисто сформировавшихся зерен в колосе, однако влияла на их крупность и в целом на массу зерна с 1 растения

Масса 1000 зерен уветичивалась на 0,4-1,2 г Наибольший эффект (3,8 с/о) был получен при применении раствора 2,4-Д отдельно и в комплексе (2,4-

т/га

Д+Н 2,4-Д+Ы+В). Наименьшая прибавка к контролю (1,3 %) отмечена при использовании сочетания N+13.

В среднем за 3 года в отдельных случаях (варианты 7,8) явно увеличилась продуктивная кустистость растений. Она составила 1,14-1,19 стеблей на 1 растение (контроль - 1,08). По годам исследований наибольшая кустистость была в 2002 г. -1,10-1,30, наименьшая в 2003 г. - 1,05-1,08.

По полученным результатам, максимальное влияние на структуру урожая было отмечено при применении сочетания 2,4-ДЖ+В.

Изменение технологических свойств зерна яровой пшеницы

Особый интерес представляет влияние физиологически активных соединений не только на урожай, но и на технологические свойства получаемой продукции.

Под действием ФАС произошло увеличение доли крупного зерна в урожае. Наиболее заметным и значимым было изменение схода с решета с размером отверстий 2,5x20. Во все годы исследований отмечался положительный эффект от обработок, составивший в среднем 1,2-3,9 %.

Анализ зерна показал, что за время исследований в большинстве вариантов опыта отмечалось превышение уровня контроля по значениям многих показателей качества (табл.5-9).

Таблица 5

_Показатели качества зерна яровой пшеницы (2001 г.)

й аГ 4> & м о о о »—» ев и .5 Стекловидность, % Соотношение сырая клейковина/белок Содержание клейковины, % Влагоемкосгь клейковины, % ИДК, е. п., (группа качества)

Вариант «Г Си & Ж Белок, "А сырой сухой

1. Контроль 26,7 758 45 12,5 1,64 20,5 4,8 76,6 70 а)

2. 2,4-Д 27,8 767 46 12,9 1,67 21,6 5,1 76,4 75(1)

3. N 27,:2 760 47 12,3 1,66 20,4 4,7 77,0 80(11)

4. В 27,3 763 44 13,0 1,67 21,7 5,0 77,0 75(1)

5. 1М+В 27,6 763 45 12,4 1,65 20,5 4,8 76,6 80 (II)

6. 2,4-Д+Ы 28,0 778 47 12,4 1,70 21,0 5,1 75,7 75 (I)

7. 2,4-Д+В 27,9 772 45 12,6 1,73 21,8 5,3 75,7 70 а)

8. 2,4-Д+И+В 28,2 780 45 12,3 1,76 21,6 5,2 76,0 70(1)

При этом эффективность влияния физиологически активных соединений во многом определялась метеоусловиями года. Так, в годы с достаточным вла-

гообеспечением пшеницы (2001, 2003 гг ) обработка ввивала увеличение массы 1000 зерен на 1,8-5,6 % во всех вариантах. При этом наибольший эффект отмечен при применении раствора 2,4-Д отдетьно и в различных сочетаниях с мочевиной (Ы) и борной кислотой (В)

Засушливый 2002 г характеризовался несущественным увеличением (0 6-2 4 %), а в вариантах М+В и 2,4-Д4-В даже снижением массы 1000 зерен

Изменение натуры пшеницы в зависимости от обработок по годам было аналогично изменению значений предыдущего показателя В 2001 г прибавка отмечена во всех вариантах опыта и составила 2-22 г/л (0,3-2,9 %) Максимальная - при применении растворов 2,4-Д+Ч] и 2,4-Дч-№-В В 2002 г значение натуры в контроле быто наибольшим (табл 6) В 2003 г обработка ФАС привета к максимальному за период исстедований увеличению натуры, которое составило по вариантам от 14 до 39 г/л или 1,8-5,0 % Стедует отметить эффект при использовании раствора 2,4-Д и смеси Ы+В (табл 7)

Таблица 6

_____ Показатети качества зерна яровой пшеницы (2002 г )___

! 78 7 I 95 (II) |

6 2,4-Д-гЫ

7 п

8~2,4-Д+ЖВ

В среднем за три года действие физиологически активных веществ проявилось в у величении натуры зерна у пшеницы на 4-15 г/т по вариантам опыта (табл 8) При этом оптимальными оказались варианты с применением 2,4-Д отдельно и в сочетаниях с мочевиной и борной кислотой, а также смесь М-+-В

О консистенции и качестве эндосперма зерна пшеницы судят по показателю стекловидности Опрыскивание посевов в 2001 г вызвало несущественные колебания значений этого показателя (1-2 %) В 2002 г погодные устовия были более благоприятными для формирования стекловидности, поэтому она

была значительно выше (на 9-16 %), чем в 2001 г. При этом опережение контроля по данному показателю в отдельных вариантах (Ы, Ы+В) составляло 5 %. В 2003 г. процент стекловидности во всех случаях, кроме варианта с применением раствора мочевины СМ), был ниже, чем в контроле. В среднем за три года некоторое повышение стекловидности зерна повлекло за собой опрыскивание посевов растворами мочевины и 2,4-Д+Ы.

Особое значение среди технологических свойств зерна яровой пшеницы отводится содержанию белка, количеству и качеству клейковины.

В течение всего периода исследований нами было отмечено увеличение содержания белка в вариантах с применением обработок аминной солью 2,4-Д и раствора борной кислоты. В остальных случаях фиксировался, как правило, отрицательный эффект.

В 2001 г. количество клейковины изменялось от 20,5 до 21,8 % и превышало контроль (на 0,5-1,3 %) в вариантах с участием растворов 2,4-Д и борной кислоты в различных комбинациях (варианты 2, 4, 7, 8). По содержанию сухой клейковины результаты были аналогичными. Прибавка составила в вышеперечисленных вариантах 0,2-0,5 % (в относительном выражении 4,2-10,4 %)•

Таблица 7

Показатели качества зерна яровой пшеницы (2003 г.) _

и 5? и •а Белок, % Соотношение сырая клейковина/белок Содержание клейковины, % Влагоемкость клейковины, % ? г- а

Вариант <и ео О О 0 2 1 Натура, т/ б 0 1 В) о § и н и сырой сухой С и . сг " 8 £4. «а

1. Контроль 33,9 777 51 14,5 1,54 22,4 5,6 75,0 80 (II)

2. 2,4-Д 35,4 816 48 14,6 1,53 22,4 5,9 73,7 80 (II)

3. N 35,4 791 54 12,1 1,54 18,6 5,8 68,8 80(11)

4. В 34,5 798 45 15,4 1,53 23,6 5,8 75,4 75 (I)

5. Ы+В 34,5 816 44 14,6 1,53 22,4 5,8 74,1 80 (П)

6. 2,4-Д+Ы 35,3 805 50 14,3 1,57 22,4 5,9 73,7 90 (II)

7. 2,4-Д+В 35,3 804 46 14,0 1,63 22,8 5,9 74,1 85 (II)

8. 2,4-Д+К+В 35,7 797 48 13,7 1,61 22,0 5,9 73,2 80 (II)

Засушливый 2002 г. характеризовался относительно высоким содержанием сырой клейковины (25,0-28,6 %) и отрицательным влиянием опрыскивания на массовую долю сырой клейковины в зерне пшеницы. Положительный эффект отмечен лишь в двух вариантах (2,4-Д, №-В) и составил 1-1,5 %. В то

же время количество сухой клейковины во всех вариантах с обработкой было выше, чем в контроле на 0,3-0,7 % что в относительном выражении составило 5,6-13,0 % Максимальное значение этого показателя зафиксировано в варианте с применением раствора 2 4-Д и мочевины Аналогичная картина по сухой клейковине складывалась и в 2003 г Прибавка составляла по вариантам 0,2-0,3 % (3,6-5,4 °о) При этом увеличите содержания сырой кдеиковины (на 0,4-1,2 %) произошло тишь в случаях применения растворов борной кистоты отдельно и в сочетании с 2,4-Д В годы с достаточным увлажнением (2001, 2003 гг) положительное влияние оказали растворы, содержащие элемент бор (В и 2,4-Д+В) В то же время в засушливом 2002 г снижение содержания сырой клейковины при применении сочетания 2,4-Д+В было особенно значительным, а положите тьный резучьтат получен в вариантах 2,4-Д и N+8

Таблица 8

Показатели качества зерна яровой пшеницы (2001 -2003 гг )

77,6 | 85 (II) [ 75,6 ¡85(11); I 75 4 I 80 (II) | 76,1 ! 80 (И);

Что касается соотношения сырая клейковина/белок, то опережение контроля по этому показателю у всех вариантов получено в 2001 г В последующие годы какой-либо тенденции отмечено не было Однака в среднем за период исследований положительное влияние оказало применение различных комбинаций 2,4-Д, а также комплекса *»МЗ

Снижение влагоемкости клейковины, во многом определяющее улучшение хлебопекарных свойств получаемой из зерна муки, во все годы исследований отмечалось в вариантах с применением аминной соли 2,4-Д отдельно и в различных сочетаниях и составляло 0,9-3,7 %, достигая максимальных отличий

от контроля в засушливом 2002 г.

Определение упругости на приборе ИДК указало на отсутствие влияния обработок на этот показатель в течение всех лет исследований.

Отмечена возможность влияния физиологически активных соединений на показатели пробной выпечки, особенно на объемный выход (табл. 9).

Таблица 9

Показатели пробной выпечки по годам и в среднем за период _ исследований_

2001 г. 2002 г. 2003 г. 2001-2003 гг.

Вариант -.а О и 5 А м ! 1 Р и | 8 в4 «г ю «и § змоустой-швость объемный выход, см3 V? «г о 5 £ эмоустой-швость 3 о 9 £ <Ц О *Б а £ яГ ю и 5 формоустой-чивость 1 М а §

X 3 со О § в 4 X 3 п & о а 1 а О а

1. Контроль 163 0,7 285 138 0,8 230 147 0,7 268 149 0,7 261

2. 2,4-Д 160 0,7 297 142 0,9 260 137 0,6 279 146 0,7 279

3. N 164 0,7 270 140 0,6 251 143 0,7 290 149 0,7 270

4. В 158 0,7 294 132 0,8 246 147 0,6 295 146 0,7 278

5. Ы+В 160 0гб 278 140 0,7 268 140 0,8 251 147 0,7 266

6. 2,4-Д+Ы 161 0,7 285 133 0,6 251 140 0,7 251 145 0,7 262

7. 2,4-Д+В 157 0,8 300 143 0,9 279 135 0,7 290 145 0,8 290

8.2,4-Д+Ы +В 163 0,7 298 130 0,6 224 137 0,8 246 143 0,7 256

В 2001 году увеличение его отмечено в первую очередь при применении растворов 2,4-Д (варианты 2,7,8). Оно составило 3,2-5,2 %. В границах этих значений колебалось и снижение объемного выхода при использовании растворов N. Ы+В и 2,4-Д+И. 2002 г. характеризовался значительным увеличением этого показателя по сравнению с контролем во всех вариантах. Максимальный эффект составил 21,3 % при применении раствора 2,4-Д в сочетании с борной кислотой. В 2003 г. повышение объемного выхода вызвали обработки растений пшеницы растворами 2,4-Д (4,1 %), N (8,2 %), В (10,1 %) и 2,4-Д+В (8,2 %), а в остальных вариантах отмечено его снижение по сравнению с контролем. В среднем за весь период исследований положительный эффект составил от 1 до 29 см'/100 г или 0,4-11 %. Следует отметить варианты обработок 2,4-Д и борной кислотой, как отдельно, так и в сочетаниях (варианты 2, 4, 7). Уменьшение объемного выхода наблюдалось при воздействии на посевы комбинации амин-ной соли 2,4-Д, мочевины и борной кислоты (вариант 8). В среднем оно составило около 2 %.

Применение ФАС не оказало существенного влияния на выход хлеба и формоустойчивость

Таким образом, физиологически активные соединения часто оказывали позитивное влияние на массу 1000 зерен, натуру, крупность, содержание сухой клейковины и объемный выход Стедует отметить, что наибольший эффект быт получен при использовании ФАС в неблагоприятных, а наименьший - в благоприятных условиях для роста и развития пшеницы

В среднем за три года оптимальным оказался эффект как при отдельном внесении раствора ¿минной соли 2,4-Д (0,06 %), так и применении комплексов 2,4-Д с борной кислотой (0,05 %) и с мочевиной (0,46 %)

Экономический и энергетический эффект использования физиологически активных соединений при возделывании мягкой яровой пшеницы Расчеты экономической и энергетической эффективности указали, что в условиях южной части Нечерноземной зоны применение ФАС, как правило, оправдывало увеличение трудовых и производственных затрат Прибавка урожая обеспечила в различных вариантах уветичение чистого дохода по сравнению с контролем на 180-590 рублей с одного гектара (6,2-20,3 %) Уровень рентабельности оказался ниже, чем в контроле только при применении 2,4-Д совместно с карбамидом или борной кислотой В остальных случаях происходило его увеличение на 3,0-10 2 %

Максимальный эффект был достигнут при применении обработок раствором мочевины (М) и комбинацией 2,4-Д+Ы+В При этом чистый доход составил 3,38 и 3,50 тыс руб /га (в контроле - 2,91 тыс руб /га), а рентабельность 82,6 и 80 3 % соответственно (в контроле - 72,4 °о)

Чистый энергетический доход во всех вариантах с обработками был выше, чем в контроле на 1,57-3,75 ГДж/га (6,5-15,6 %), а энергетическая себестоимость зерна - ниже на 0,04-0,21 ГДж/т (1,4-7,4 %) Максимальный энергетический эффект получен при проведении обработки комбинацией 2 4-Д^М->-В Чистый энергетический доход составил 27,76 ГДж/га (в контроле — 24,01 ГДж/га), коэффициент энергетической эффективности - 4,02 (в контроле -3,67), энергетическая себестоимость зерна - 2,63 ГДжЛг (в контроле - 2,84 ГДж/т)

ВЫВОДЫ

1 В условиях южной части Нечерноземной зоны России применение физиологически активных соединений в начале вегетации яровой пшеницы может обеспечивать увеличение тистовой поверхности, задержку ее старения и сохранение высокого уровня чистой продуктивности фотосинтеза и, как след-

ствие, повышение урожайности на статистически доказуемую величину. При этом эффективность действия ФАС находится в тесной зависимости как от фазы развития растений, так и от погодных условий.

2. В процессе наблюдений зафиксировано влияние применяемых ФАС на продолжительность фаз вегетации. Наиболее значительно применение обработок повлияло на длительность периода цветение-восковая спелость: отличия от контроля составили в среднем за три года 1-3 дня в сторону увеличения периода вегетации. Максимальное влияние отмечено при обработке растений растворами борной кислоты, мочевины и борной кислоты, а также комплексом 2,4-Д, мочевины и борной кислоты.

3. Наибольшая площадь листовой поверхности наблюдалась у растений пшеницы, при применении раствора аминной соли 2,4-Д, а также при совместном применении 2,4-Д и борной кислоты. В благоприятные для развития листовой поверхности годы (2001 г.) этот показатель достигал более 33,1 тыс. м2/га (контроль - 26,7 тыс. м2/га). Увеличение ФП по этим вариантам в среднем за период исследований составило 55-79 тыс. мгх сутки/га. Динамика изменения ЧПФ по фазам вегетации в целом была обратной динамике изменения площади листьев и ФП.

4. Значительный прирост сухой массы обеспечивало применение ФАС в комбинациях 2,4-Д+В и 2,4-Д+Ы+В (варианты 7, 8). По сравнению с контролем (100 %) он составил: в 2001 г. - 124,2 и 123,8 %, в 2002 г. - 159,5 и 137,0 %, в 2003 г. - 97,9 и 108,7 %, в среднем за 2001-2003 гг. - 123,4 и 121,4 % соответственно.

5. В среднем за 3 года в отдельных случаях увеличивалась продуктивная кустистость растений. В некоторых вариантах она составила 1,14-1,19 стеблей на 1 растение (контроль - 1,08). По годам исследований наибольшее значение этого показателя было отмечено в 2002 г. - 1,10-1,30, наименьшее - в 2003 г. -1,05-1,08. Максимальное влияние оказало применение сочетания 2,4-Д+Н+В.

6. Обработка растений некоторыми ФАС и их сочетаниями в среднем за 3 года повышала урожайность пшеницы на 1,4-3,1 ц/га или на 6,1-13,4 %. В среднем за весь период исследований (2001-2003 гг.) существенное увеличение урожайности было отмечено в варианте 2,4-Д+Ы+В и составило 13,4 %.

7. Наиболее оптимальным для роста и развития яровой пшеницы был 2003 г. В этом году результаты исследований указали на то, что при достаточной обеспеченности влагой и теплом, в растениях складывается благоприятное для роста и развития соотношение между разными группами фитогормонов, в результате чего дополнительное вмешательство и изменение гормонального статуса растений не всегда бывает оправдано.

8. Применение физиологически активных соединений часто оказывало

позитивное влияние на массу 1000 зерен, натуру, крупность, содержание сухой клейковины и объемный выход Наибольший эффект был получен при использовании ФАС в неблагоприятных, а наименьший - в благоприятных условиях для роста и развития пшеницы Оптимальным оказался результат при отдельном применении раствора аминной соли 2,4-Д (0,06 %) За период исстедова-ний в этом варианте увеличение фракции крупного зерна составило 1,8 %, массы 1000 зерен - 1,2 г, натуры - 13 г/л, содержания белка - 0,4 %, сырой клейковины - 0,9 % сухой клейковины - 0,3 % Результаты пробной выпечки указали на увеличение объемного выхода на 18 см3

9 В среднем за три года проведения исследований чистый доход, получаемый с единицы площади, увеличился по вариантам на 180-590 рублей с одного гектара (6,2-20,3 %), уровень рентабельности — на 3,0-10,2 % Лучшие результаты были достигнуты при применении обработок раствором мочевины (М) и комбинацией 2,4-Д+М+В Чистый доход составил 3,38 и 3,50 тыс руб /га (в контроле - 2,91 тыс руб /га), а уровень рентабельности 82,6 и 80,3 % соответственно (в контроле - 72,4 %)

10 Чистый энергетический доход при применении ФАС был выше, чем в контроле на 1,57-3,75 ГДж/га (6,5-15,6 %), а энергетическая себестоимость зерна - ниже на 0,04-0,21 ГДж/г (1,4-7,4 %) Максимальный энергетический эффект был получен при проведении обработки комбинацией 2,4-Д-^+В Чистый энергетический доход составил 27,76 ГДж/га (в контроле - 24 01 ГДж/га), коэффициент энергетической эффективности — 4,02 (в контроле - 3,67), энергетическая себестоимость зерна - 2,63 ГДж/т (в контроле - 2,84 ГДж/т)

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1 При использовании физиологически активных соединений в технологии возделывания яровой пшеницы следует учитывать возрастное и физиологическое состояние растений Обработку растений с целью задержки старения их ассимиляционного аппарата и сохранения высокого уровня чистой продуктивности фотосинтеза на протяжении вегетации проводить в строго определенный период, чтобы вызывать нужную прогнозируемую реакцию растений Учитывать, что повышение урожайности обеспечивается применением ФАС в зависимости от складывающихся метеоусловий

2 В условиях южной части Нечерноземной зоны целесообразно производить опрыскивание растений яровой пшеницы в момент образования третьего листа при норме расхода жидкости 300 ч/га растворами следующих ФАС

аминной соли 2,4-Д (0,06 %) в сочетании с борной кислотой (0,05 %) и с мочевиной (0,46 %) — для повышения урожайности,

аминной соли 2,4-Д (0,06 %) - для улучшения технологических показа-

телей качества зерна

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Положенцев В.П., Лопатин А.Н. Влияние физиологически активных соединений на развитие и продуктивность яровой пшеницы в Нечерноземной зоне России // Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства хранения и переработки сельскохозяйственной продукции. - Воронеж, ВГАУ, 2003. - Т. I. - Ч. I. - С. 113.

2. Лопатин А.Н., Положенцев В.П. Влияние физиологически активных соединений на формирование урожая и качество зерна яровой пшеницы в Нечерноземной зоне России // Материалы 55-ой Международной научной студенческой конференции (12-13 апреля 2003 г.). - Мичуринск: Изд-во МичГАУ,

2003.-С. 12-15.

3. Лопатин А.Н. Влияние физиологически активных соединений на хлебопекарные свойства зерна яровой пшеницы // Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки в начале XXI века: Материалы научно-практической конференции. - Воронеж: ВГАУ, 2003. - Ч. II. - С. 220-221.

4. Положенцев В.П., Лопатин А.Н. Продуктивность яровой пшеницы при использовании физиологически активных соединений в начале вегетации // Юбилейный сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П. А. Костычева (Посвящается 55-летию). - Рязань, 2004. — С. 284-286.

5. Лопатин АН., Положенцев В.П. Влияние физиологически активных соединений на технологические свойства зерна яровой пшеницы // Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века», посвященной 55-летию Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П. А. Костычева. — Рязань, 2004. — С. 414-417.

6. Лопатин А.Н. Положенцев В.П. Фотосинтетическая деятельность растений яровой пшеницы при использовании физиологически активных соединений в начале вегетации // Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России / Материалы второй Всероссийской дистанционной научно-практической конференции - пос. Персиановка, ДонГАУ,

2004.-С. 25-27.

Объем 1,25печ л Зак 105 Тираж!00да

Издательство МСХА 127550 Москва vi Тимирязевская 44