Влияние элементов технологии возделывания различных сортов озимой пшеницы на биометрические показатели их продуктивности в условиях Нижегородской области

Решение стратегических задач устойчивого развития агропромышленного комплекса в Нижегородской области невозможно без оптимизации, модернизации и адаптации новых технологий возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе и озимой пшеницы, к зональным условиям их возделывания.

Уровень развития агропромышленного комплекса и продовольственную безопасность в России традиционно определяет эффективность производства зерна. Увеличение его объемов производства с целью удовлетворения внутренних и внешнеторговых потребностей является важной задачей сельскохозяйственного производства, а это возможно путем стабилизации и повышения урожайности зерновых культур, и особенно озимой пшеницы.

Задача успешного развития производства зерна может быть решена, в том числе за счет внесения оптимальных доз минеральных макро- и микроудобрений, биопрепаратов, проведения различных видов обработок растений и семян, обеспечивающих оптимальное питание растений и улучшающих агроэкологическую ситуацию в агроценозах.

Развитие сельскохозяйственной биотехнологии в 80 годах ХХ века способствовало созданию концепции технологии эффективных микроорганизмов (ЭМ), которые в совокупности выполняют весь спектр функций по питанию растений, их защите от болезней и оздоровлению почвенной среды. Следующие группы обитателей почвы можно отнести к эффективным микроорганизмам: фотосинтезирующие бактерии, молочнокислые бактерии, азотофиксирующие микроорганизмы, дрожжи, ферментирующие грибы, актиномицеты.

В растениеводстве стали достаточно широко применяться кремниевые удобрения. Признана положительная роль кремния (Si) в стимулировании роста и развития растений: он оказывает существенное влияние на их рост, развитие, повышает урожайность и улучшает качество продукции. Важен в стрессовых условиях, в частности снижает опасность полегания посевов, а также поражения их болезнями и вредителями.

Решение указанных проблем предполагается за счет формирования научных основ разработки адресных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе озимой пшеницы, обеспечивающих максимальное использование почвенно-климатического потенциала Нижегородской области при дифференцированном применении производственных средств: минеральных макро- и микроудобрений, биопрепаратов, средств химической защиты растени. Поэтому разработка и оптимизация новых технологий, а также их адаптация к условиям Нижегородской области являются актуальными задачами.

Цель исследований — изучить влияние элементов технологии (применения микро- и макроминеральных удобрений и биопрепарата) возделывания различных сортов озимой пшеницы на биометрические показатели продуктивности их посевов в условиях Нижегородской области.

Материалы и методы исследования

Исследования проводили в 2024 г. на опытном поле Нижегородского НИИСХ — подразделения ФГБОУ ВО «Нижегородский ГАТУ им. Л.Я. Флорентьева» на светло-серой лесной среднесуглинистой почве. На момент закладки опыта почва имела следующую агрохимическую характеристику: содержание подвижных форм фосфора и калия очень высокое (252,0 и 221,0 мг/кг почвы соответственно), содержание гумуса низкое (1,43%), рНkc — 5,1 слабокислая. Предшественник — чистый пар.

Полевой опыт был заложен по трехфакторной схеме.

Фактор А. Сорт пшеницы:

1) Московская 39 (стандарт),

2) Московская 40,

3) Московская 56,

4) Московская 82,

5) Немчиновская 17,

6) Немчиновская 57,

7) Немчиновская 85.

Фактор Б. Обработка препаратами «Восток ЭМ-1» и «Нанокремнй»:

1) без обработки (б/о*);

2) внекорневая подкормка растений в фазу кущения озимой пшеницы препаратом «Нанокремний» в дозе 500 мл/га (в/п Si);

3) инокуляция семян препаратом «Восток ЭМ-1» в дозе 100 мл/т (о/с «Восток ЭМ-1»);

4) внекорневая подкормка растений в фазу кущения (весной) озимой пшеницы препаратом «Восток ЭМ-1» в дозе 500 мл/га (в/п «Восток ЭМ-1»).

Фактор С. Фон минерального питания:

1) без внесения минеральных удобрений;

2) N60P30K30;

3) N120P60K60.

Препарат «Восток ЭМ-1» — это активная культура эффективных микроорганизмов, получаемая из ЭМ-концентрата ферментированием с патокой. Препарат не содержит химических, минеральных и синтетических добавок, внесен в Реестр производителей натуральной продукции (OOO «Приморский ЭМ-Центр», Россия). В состав препарата входят вода питьевая, сахар-песок, патока, комплекс молочнокислых бактерий, дрожжей и продуктов их жизнедеятельности. В 1 см3 препарата содержится не менее 1 х 10 КОЕ молочнокислых бактерий и 1 х 10 КОЕ дрожжей. Эта живая микрофлора участвует своей биомассой в накоплении органического вещества в почве и играет огромную роль в образовании доступных форм питания растений.

«Нанокремний» содержит элементарные наночастицы кремния (в составе препарата 50%), размеры которых составляют величину от 1 до 100 нм, в биологически активной форме и микроэлементы (с содержанием в препарате железа — 6%, меди — 1%, цинка — 0,5%) (производитель ООО «Нанокремний», Россия).

В полевом опыте испытывали сорта озимой пшеницы селекции аграрного центра ФИЦ «Немчиновка». Нижегородский НИИСХ — структурное подразделение ФГБОУ ВО «Нижегородский ГАТУ им. Л.Я. Флорентьева» ведет совместную селекционную работу по эколого-зональному испытанию сортов и сортообразцов данного научного центра.

В 2021 году в реестр селекционных достижений (4-й регион) был включен сорт озимой пшеницы совместной селекции Нижегородского НИИСХ (филиала аграрного научного центра Северо-Востока им. Рудницкого) и аграрного центра ФИЦ «Немчиновка» Московская 82. Кроме того, изучаемые сорта озимой пшеницы в Нижегородской области занимают более 50% посевных площадей, поэтому проведение научно-исследовательской работы с изучением элементов технологии возделывания данных сортов озимой пшеницы актуально в Нижегородской области.

Делянки для проведения эксперимента размещали систематически в четырехкратной повторности. Общая площадь делянки составила 12,4 м2, учетная — 11,0 м2. Под предпосевную культивацию, проводимую АКШ-4,2 (ПООО «Техмаш», Беларусь) на глубину заделки семян (4–6 см) вносили 6 сентября минеральные удобрения («Диаммофоска» 10:26:26) согласно приведенной выше схеме опыта.

Норма высева сортов озимой пшеницы составляла 4,5 млн всхожих семян на 1 га.

Протравливание посевного материала во всех вариантах проводили фунгицидом «СтингерТрио» (доза 0,5 л/т) и инсектицидом «Имидор Про» (доза 1 л/т). За два часа до высева семян, согласно схеме опыта, в вариантах с обработкой «Восток ЭМ-1» проводили их инокуляцию данным биопрепаратом. Оба препарата произведены российской фирмой ООО «Агрохиминвест». Посев осуществили 7 сентября 2023 года сеялкой СCФК-7 («Омский АНЦ», Россия).

Уход за посевами включал весеннюю подкормку аммиачной селитрой (34,4%) в дозах согласно схеме опыта (вручную поделяночно) 11 апреля с последующей заделкой их зубовыми боронами. Опрыскивание вариантов полевого опыта с применением внекорневых обработок посевов озимой пшеницы биопрепаратами «Восток ЭМ-1» и «Нанокремний» провели 5 мая с помощью ранцевого аккумуляторного опрыскивателя. Перед уборкой проводили видовую и сортовую прочистку. Уборку проводили 24 июля поделяночно прямым комбайнированием «Сампо 130» (SampoRosenlew, Финляндии).

Исследования были проведены в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Массу 1000 зерен определяли по ГОСТ ISO 520-2014. Математическая обработка данных проведена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову с использованием компьютерной программы Statist (США).

Результаты и обсуждение

По климатическим условиям Кстовский район (Нижегородская обл., Россия), где расположено опытное поле Нижегородского НИИСХ, относится к четвертому агроклиматическому району — умеренно теплому, влажному.

Метеорологические условия вегетационного периода за 2024 г. предоставлены метеостанцией «Ройка» (Кстовский р-н). В целом метеорологические условия зимне-весеннего периода 2024 г. характеризовались повышенной температурой воздуха и более обильными осадками (по сравнению со среднемноголетними значениями). Погодные условия в данный период в целом были благоприятными для накопления влаги, но способствовали выпреванию растений озимой пшеницы.

Несмотря на то что ГТК за вегетационный период 2024 года составил 2,2 — выше среднего многолетнего показателя (1,3), погодные условия вегетации сельскохозяйственных культур в весенне-летний период были неоднозначными. Так, в I декаде мая выпало много осадков (41,0 мм), а II и III декады были засушливыми. Июнь был засушливым (ГТК — 0,7 при среднемноголетнем значении 1,3). Июль характеризовался засушливыми погодными условиями в первых двух декадах (ГТК, соответственно, составил 0,3 и 1,0) и хорошим увлажнением в III (ГТК — 2,9 при среднем многолетнем значении 1,2). Первые две декады августа были с обильными осадками и повышенной температурой (ГТК в I и II декадах августа составил 3,6 и 4,7 при среднемноголетних значениях, соответственно, 1,2 и 1,3), а III декада августа была засушливой — ГТК — 0,2.

Биометрические показатели структуры урожая являются количественным и качественным выражением жизнедеятельности органов и элементов растений, определяющих биологический (потенциальный) урожай и отражающих взаимодействие организма и среды на определенных этапах их развития. Одним из элементов структуры урожая является количество продуктивных стеблей

Из полученных данных следует, что изучаемые в опыте сорта озимой пшеницы в среднем не различались по такому показателю, как количество растений перед уходом в зиму, и он составил 228–293 шт/м2 (НСР05 по фактору А — 68,9). Количество растений перед уборкой составило 102–112 шт/м2 (НСР05 по фактору А — 10,3).

К моменту уборки урожая отмечали значительную гибель растений, которая складывается из их гибели при перезимовке и в течение всей вегетации. Показатель гибели растений составил 52,2–62,5% (НСР05 по фактору А — 12,3). В связи с такой гибелью растений важное значение приобретает показатель «количество продуктивных стеблей на 1 м2 и на одно растение», которое может компенсировать отмеченные выше потери.

В данном опыте этот показатель изменялся от 423 шт. у сорта Немчиновская 17 до 494 шт. у Московской 82 (НСР05 по фактору А — 10,4). При учете количества продуктивных стеблей на одно растение выявлено, что он варьировал от 3,9 шт. (сорт Немчиновская 17 и Немчиновская 57) до 4,5 шт. (сорт Московская 82) и различался в 1,3 раза (НСР05 по фактору А — 0,4). Применение макро- и микроудобрений, биопрепарата не повлияло на показатели продуктивной кустистости в погодных условиях вегетационного периода.

Элементы структуры урожая (количество продуктивных стеблей, количество зерен в колосе, масса зерна с одного колоса, масса 1000 зерен) позволяют рассчитать потенциальную (биологическую) урожайность озимой пшеницы (табл. 2).

Показатель массы 1000 зерен был значительным и колебался по вариантам опыта от 50,0 г у стандартного сорта Московская 40 до 60,1 г у сорта Московская 82. Внесение изучаемых доз минерального питания растений N60P30K30 и N120P60K60 позволило повысить изучаемый показатель, соответственно, на 1,4 г и 2,5 г по сравнению с контрольным вариантом. Применение биопрепарата и микроудобрения не повлияло на показатель массы 1000 зерен (табл. 2).

Количество зерен в колосе варьировало по опыту от 32,2 шт. у сортов Московская 39, Немчиновская 57 и Немчиновская 85 до 35,9 шт. у сорта Московская 82 (при НСР05 по фактору А — 0,97). Применение минеральных удобрений в дозах N60P30K30 и N120P60K60 позволяет повысить данный показатель на 0,4 шт. и 0,7 шт. зерен с одного колоса по сравнению с контрольным вариантом без их внесения (при НСР05 по фактору В — 0,30). При этом внесение двойной дозы (N120P60K60) минерального питания позволило увеличить число зерен в колосе по сравнению с применением одинарных доз (N60P30K30) на 0,3 шт. (при НСР05 по фактору В — 0,30).

Применение в технологии возделывания озимой пшеницы биопрепарата «Восток ЭМ-1» (как в виде предпосевной обработки семян» так и при внекорневом опрыскивании вегетирующих растений пшеницы в фазу кущения) и «Нанокремния» позволяет повысить показатель массы зерен с одного колоса по сравнению с контрольным вариантом на 0,04–0,10 г (при НСР05 по фактору С — 0,03). При этом различий от применения таких элементов технологии возделывания озимой пшеницы, как предпосевная обработка биопрепаратом и внекорневая подкормка препаратом, содержащим микроэлементы, не выявлено (табл. 2).

Расчет биологической урожайности показал высокий потенциал изучаемых в опыте сортов — до 7,99 т/га (Московская 82). При этом у стандартного сорта Московская 39 эта биологическая урожайность составляла 6,73 т/га (при НСР05 по фактору А — 0,34) (табл. 2). Применение минеральных удобрений в дозах N60P30K30 и N120P60K60 позволяет повысить данный показатель на 0,25–0,31 т/га (при НСР05 по фактору В — 0,24). При этом различий от внесения как одинарных (N60P30K30), так и двойных (N120P60K60) доз минерального питания растений озимой пшеницы в погодных условиях вегетации не обнаружено.

Применение в технологии возделывания озимой пшеницы биопрепарата (как в виде предпосевной обработки семян, так и при внекорневом опрыскивании вегетирующих растений пшеницы в фазу кущения) и внекорневой подкормки препаратом, содержащим микроэлементы, позволяет повысить показатель биологической (потенциальной) урожайности по сравнению с контрольным вариантом на 0,22–0,69 т/га (3,3–10,4%) (при НСР05 по фактору С — 0,19). При этом различий от предпосевной обработки семян биопрепаратом и внекорневой подкормки препаратом, содержащим микроэлементы, не выявлено (табл. 2), что согласуется с данными других авторов.

Высота растений не является элементом структуры урожая, но этот признак очень важен для понимания устойчивости растений к полеганию и возможным потерям в урожай. В результате наблюдений выявлено, что сорта озимой пшеницы под общим названием Немчиновские (Немчиновская 17, Немчиновская 57, Немчиновская 85 — длина составила от 62,2 до 69,3 см) более низкорослые, чем сорта под общим названием Московские (Московская 39, Московская 40, Московская 56, Московская 82 — длина составила от 72,7 до 77,9 см). Это говорит о способности их в большей степени противостоять внешним факторам, способствующим к полеганию растений. Минеральные удобрения в погодных условиях вегетации растений пшеницы (теплая и продолжительная осень и ранняя, но холодная весна) не повлияли на высоту растений (табл. 2). Сорт Московская 82 в почвенно-климатических условиях Нижегородской области показывает себя более урожайным по сравнению с другими изучаемыми сортами озимой пшеницы, так как это новый сорт интенсивного типа, отзывчивый к применению различных элементов технологии его возделывания (в том числе к внесению минеральных микро- и макроудобрений, биопрепартов). Кроме того, данный сорт был выведен в результате совместной работы ученых ФИЦ «Немчиновка и Нижегородского НИИСХ в условиях Нижегородской области, и он лучше других исследуемых сортов адаптирован к местным условиям возделывания.

Таким образом, в исследованиях выявлено, что наиболее эффективным приемом для повышения биологической урожайности озимой пшеницы является прием внекорневого опрыскивания вегетирующих растений биопрепаратом в фазу кущения, внесения изучаемых доз минерального питания и в сочетании с возделыванием современных сортов данной культуры (Московская 82).

Выводы

Установлено, что в погодных условиях 2024 г. расчет биологической урожайности показал высокий потенциал изучаемых сортов — до 7,99 т/га (Московская 82). Применение минеральных удобрений в дозах N60P30K30 и N120P60K60 позволяет повысить данный показатель на 0,25–0,31 т/га. Применение в технологии возделывания озимой пшеницы биопрепарата (как в виде предпосевной обработки семян, так и при внекорневом опрыскивании вегетирующих растений пшеницы в фазу кущения) и внекорневой подкормки препаратом «Нанокремний» позволяет повысить показатель биологической (потенциальной) урожайности по сравнению с контрольным вариантом на 0,22–0,69 т/га (3,3–10,4%).

В результате проведенной научно-исследовательской работы рекомендовать для сельхозтоваропроизводителей Нижегородской области внедрять в производство высокорентабельные современные сорта озимой пшеницы интенсивного типа Московская 82 и Немчиновская 85. В технологии возделывания применять биопрепарат «Восток ЭМ-1» и препарат «Нанокремний» путем опрыскивания растений в фазу кущения при возобновлении их вегетации весной в дозах 500 мл/га по фону минерального питания N60P30K30.

Истоичник: https://agrarnayanauka.ru