Продуктивность озимой пшеницы

Повышение урожайности и качества зерна озимой пшеницы является приоритетным направлением отрасли растениеводства Краснодарского края, так как эта культура ежегодно занимает более 1 млн. га., что составляет 35−40% от площади пашни. чернозем озимый пшеница удобрение По данным многих исследователей лучшими предшественниками, обеспечивающими формирование высокого урожая высококачественного зерна озимой пшеницы в основных зонах края, являются многолетние бобовые травы, занятые пары и зернобобовые культуры [2,5,6,7]. Однако площадь посева озимой пшеницы после этих культур незначительная и составляет 133 тыс. га или 10,2%, а основные предшественники — это подсолнечник — 382 тыс. га (29,4%), кукуруза на зерно — 234 тыс. га (18,0%) и сахарная свекла — 150 тыс. га (11,5%), после которых создаются худшие условия с точки зрения питания и водообеспеченности растений.

В связи с этим совершенствование технологии выращивания озимой пшеницы, направленное на повышение урожайности и качества зерна после жестких пропашных предшественников имеет важное значение.

Исследования проводились в 1993;2010 гг. в стационарном многофакторном опыте, заложенном на опытной станции Кубанского ГАУ. Опыт представлен следующими факторами: Аплодородие почвы; В-норма удобрения; Ссистема защиты растений и Д-система основной обработки почвы.

По данным агрохимических обследований, проведенных научными учреждениями Краснодарского края (КНИИСХ, ВНИИМК) по содержанию гумуса и основных элементов питания, поля заметно различаются между собой практически в каждом хозяйстве. Это оказывает заметное влияние на эффективность применения удобрений. В связи с этим для изучения особенностей формирования урожая полевых культур в зернотравяно-пропашном севообороте под влиянием комплекса агроприемов (норм удобрения, систем защиты растений и основной обработки почвы) в опыте за счет внесения один раз в ротацию 11-ти польного зернотравяно-пропашного севооборота органических и минеральных удобрений были созданы модели уровней плодородия почвы, которые условно назвали: А₀-исходным, А₁— средним, А₂-повышенным и А₃-высоким. Для создания фона А₁ — вносили 200 т/га подстилочного навоза и 200 кг/га Р₂О₅. Для создания фона А₂-дозы удобрений удваивались, а фона А₃-утривались, А₀-естественный фон. В первой ротации севооборота удобрения вносили под сахарную свеклу, а во второй-под кукурузу на зерно. Чередование культур в 11-ти польном зернотравяно-пропашном севообороте было следующим: люцерна — люцерна — озимая пшеница — озимый ячмень — подсолнечник — озимая пшеница — кукуруза на зерно — озимая пшеница — сахарная свекла — озимая пшеница — яровой ячмень с подсевом люцерны.

Диапазоны норм удобрений определены на основе балансового метода с учетом планируемой урожайности, заданных темпов повышения плодородия почвы, сохранения окружающей среды и под озимую пшеницу по пропашным предшественникам составили: В₀ без удобрения, В₁ -минимальная N₆₀P₃₀K₂₀, В₂ — средняя — N₁₂₀P₆₀K₄₀, В₃ — высокая — N₂₄₀P₁₂₀K₈₀. При этом фосфорно-калийные удобрения и половину нормы азотных туков вносили под основную обработку почвы и 50% азота в ранневесеннюю подкормку. Дополнительно N₃₀ вносили в фазу колошения только на вариантах с применением основного удобрения.

Система защиты растений от вредителей, болезней и сорняков предусматривала возможность разработки технологий, обеспечивающих получение экологически чистой продукции и сохранение окружающей среды. Для этих целей приняты системы защиты растений, качественно отличающиеся друг от друга: С₀ — без применения средств защиты растений; С₁ — биологическая защита растений от вредителей и болезней; С₂ — химическая защита растений от сорняков; С₃ — химическая защита растений от вредителей, болезней и сорняков.

Основная обработка почвы включала три варианта: Д₁ -безотвальный; Д₂ — рекомендуемый (применяемый в зоне); Д₃ — отвальный. Под предшествовавшие озимой пшенице пропашные культуры (сахарная свекла, кукуруза на зерно, подсолнечник) на вариантах Д₁ почву обрабатывали плоскорезом, а на Д₂ и Д₃ проводили вспашку. Под озимую пшеницу обработка почвы на вариантах Д₁ и Д₂ была одинаковаяповерхностная на глубину 8−10 см, а на Д₃ — вспашка на 20−22 см.

В опыте выращивали следующие сорта озимой пшеницы: по сахарной свекле Юну (1993;1995) и Фортуну (2008 — 2010 гг.), по кукурузе на зерно Руфу (1995;1997) и Ноту (2006 — 2008 гг.), по подсолнечнику Победу 50 (1997;1999) и Краснодарскую 99 (2004 -2006 гг.).

Площадь делянки общая: 4,2 м х 25,0 м = 105 м², учетная 2,0 м х 17,0 м = 34,0 м². Повторность опыта трехкратная, расположение делянок систематическое в двух блоках.

Почва опытного участка — чернозем выщелоченный слабогумусный сверхмощный.

Агротехника возделывания озимой пшеницы за исключением приемов, изучавшихся в опыте, соответствовала рекомендациям для центральной зоны Краснодарского края.

Всего в опыте изучалось 48 технологий возделывания озимой пшеницы. Проведенные исследования позволили выделить пять альтернативных технологий, которые характеризуются следующим сочетанием основных ее элементов:

экстенсивная — базируется на максимальном использовании естественного плодородия почвы и не предусматривает применение удобрений и средств защиты растений;

базовая — предусматривает внесение средней нормы удобрения (N₁₂₀P₆₀K₄₀) на исходном уровне плодородия почвы и применение химических средств защиты растений от сорняков;

биологизированная — базируется на внесении один раз в ротацию 11-ти польного зернотравяно-пропашного севооборота 400 т/га подстилочного навоза и 400 кг/га Р₂О₅, а также химической защите растений от сорняков;

ресурсосберегающая — базируется на применении минимальной нормы удобрения (N₆₀P₃₀K₂₀) и химической защите растений от вредителей, болезней и сорняков на среднем уровне почвенного плодородия (внесение один раз в ротацию 11-ти польного зернотравяно-пропашного севооборота 200 т/га подстилочного навоза и 200 кг/га Р₂О₅);

интенсивная — предусматривает внесение высокой нормы удобрения (N₂₄₀P₁₂₀K₈₀) и применение химических средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков на высоком уровне почвенного плодородия (внесение один раз в ротацию 11-ти польного зернотравяно-пропашного севооборота 600 т/га подстилочного навоза и 600 кг/га Р₂О₅.

Получение высоких и стабильных урожаев озимой пшеницы возможно только при создании оптимальных условий для фотосинтетической деятельности агробиоценоза. В связи с этим в наших исследованиях этому вопросу уделялось большое внимание.

Под данным А. А. Ничипоровича, посевы с фотосинтетическим потенциалом 2,2−3 млн. м²/га · сутки обычно образуют 12−18 т/га сухой биомассы и оцениваются как хорошие [9].

Результаты наших исследований показали, что близкий к оптимальной величине фотосинтетический потенциал формировали посевы озимой пшеницы при выращивании ее по базовой, ресурсосберегающей и интенсивной технологиям.

Максимальный ФП в течение всей вегетации имели посевы озимой пшеницы на варианте интенсивной технологии. В среднем за 1993;1999 гг. ФП посевов на варианте интенсивной технологии был больше, чем при выращивании озимой пшеницы по экстенсивной технологии в межфазный период — кущение — выход в трубку на 381 (тыс.м²/га · сутки), выход в трубку — колошение на 683 тыс. м²/га · сутки, колошение-молочная спелость на 675 тыс. м²/га · сутки, а кущение — молочная спелость на 1739 тыс. м²/га · сутки. При этом, под влиянием изучавшихся в опыте технологий произошло не только общее увеличение ФП озимой пшеницы, но и небольшое, однако существенное для формирования урожая, перераспределение его по периодам вегетации кущение-колошение и колошение-молочная спелость. Так, если на варианте экстенсивной технологии из общей величины ФП (1372 тыс. м²/га · сутки) на межфазный период колошение — молочная спелость приходилось 460 тыс. м²/га · сутки или 33,5%, то на варианте интенсивной технологии 1165 тыс. м²/га · сутки или на 37,0% от суммарного ФП за вегетацию (3134 тыс. м²/га · сутки).

Известно, что урожайность сухой фитомассы, в том числе и хозяйственно ценной части урожая, ровна произведению фотосинтетического потенциала (ФП) и чистой продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), т. е. У=ФП· ЧПФ. Поэтому для получения высоких урожаев необходимо стремиться к тому, чтобы иметь не только возможно большую листовую поверхность, но и добиться, чтобы она была максимально работоспособной, то есть могла бы осуществлять фотосинтез высокой интенсивности [4,9].

Интенсивность работы ассимиляционной поверхности определялась нами путем деления прироста абсолютно сухой массы растения за межфазный период на их ФП за тот же период. И хотя чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) характеризует не фотосинтез в чистом виде, а суточную разницу между фотосинтезом и дыханием целого растения, отнесенную к единице листовой поверхности, этот показатель широко используется в практике исследований, так как дает хорошо сопоставимое по вариантам и годам представление об отдельной производительности ассимиляционного аппарата.

В качестве общей закономерности онтогенетических изменений интенсивности фотосинтеза (ИФ) А. Н. Полевой отмечает сравнительно низкую ИФ молодых формирующихся органов, затем рост и достижение максимума ИФ в период закладки репродуктивных органов и далее снижение в процессе старения [8].

Наши результаты относительно изменения интенсивности накопления абсолютно сухого вещества на единицу листовой поверхности в течение вегетации озимой пшеницы согласуются с его выводами. За межфазный период кущение — выход в трубку чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) составляла по вариантам технологий 4,88−7,04 г/м²· сутки. С началом роста стеблей и быстрого увеличения массы колоса (период выход в трубку-колошение) величина этого показателя достигала максимума (6,04−7,32 г/м²· сутки), а затем (в межфазный период колошение-молочная спелость) снижалась до 3,38−4,38 г/м²· сутки.

Максимальный прирост сухого вещества на единицу листовой поверхности в межфазный период кущение — молочная спелость (6,11 г/м²· сутки) был отмечен при экстенсивной технологии выращивания озимой пшеницы, несколько меньший при биологизированной технологии — 6,04 г/м²· сутки. По мере интенсификации технологии выращивания ФП существенно (на 1148−1762 мыс. м²/га· сутки или на 84−229%) возрастал, а ЧПФ, вследствие ухудшения режима освещенности внутри посева заметно (на 0,56−1,35 г/м²· сутки) снижалась. Однако суммарные приросты сухого вещества растений с единицы площади посева не только не уменьшались, а даже возрастали, так как снижение ЧПФ компенсировалось большей величиной синтезирующей листовой поверхности.

Современные технологии сельскохозяйственных культур должны базироваться на выявлении биологических потребностей растений в факторах жизнедеятельности и разработке приемов, способов и средств их удовлетворения. Это позволяет воздействовать на элементы продуктивности и формировать структуру урожая в заданном направлении путем оптимизации жизненных условий растений [3].

Под элементами структуры урожая имеют в виду продуктивные органы и признаки растений, которые создают и определяют ее величину. Для пшеницы они следующие: густота продуктивного стеблестоя, длина колоса, число колосков и зерен в колосе, выполненность зерна, масса зерна с одного колоса [10].

В связи с большим разнообразием почвенно-климатических условий и биологических особенностей сортов озимой пшеницы рекомендуемые оптимумы густоты продуктивного стеблестоя колеблются в широких пределах от 400−800 шт./м² [1, 11].

По нашим наблюдениям густота продуктивного стеблестоя в зависимости от технологии выращивания изменялась по вариантам опыта от 336 до 583 шт./м². При этом наибольшую величину этого показателя имели посевы озимой пшеницы при интенсивной технологии выращивания.

Другой составляющей структуры урожая озимой пшеницы является продуктивность колоса. По мере интенсификации технологии выращивания длина колоса увеличивалась на 0,6−1,6 см, количество продуктивных колосков в колосе на 0,5−1,7 шт., а количество зерен в колосе на 1,2−3,2 шт. Масса 1000 зерен мало зависела от технологии выращивания.

Биологическая урожайность озимой пшеницы по мере интенсификации технологии выращивания увеличивалась с 425 до 807 г/м² главным образом за счет формирования большей густоты продуктивного стеблестоя (на 121−247 шт./м²) и в некоторой степени количества зерен в колосе.

Минимальная урожайность зерна всех изучавшихся в опыте сортов озимой пшеницы была получена при выращивании ее по экстенсивной технологии. При повышении уровня плодородия почвы, применении удобрений и средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков продуктивность этой культуры существенно возрастала. Биологизированная технология, по сравнению с экстенсивной, обеспечивала прибавку урожайности зерна 20,8 ц/га или 53,0%, базовая 32,6 ц/га или 83,0%, ресурсосберегающая — 37,3 ц/га или 95,0%, а интенсивная — 38,1 ц/га или 97,0%.

Производство высококачественного зерна пшеницы может быть основано лишь на выращивании сортов, обладающих комплексом ценных технологических свойств и прежде всего свойств сильных пшеницы. Возделывавшихся в опыте сорта озимой мягкой пшеницы Юна, Руфа и Победа 50 имеют отличные хлебопекарные качества, соответствующие требованиям к сильным пшеницам, сорта Нота и Краснодарская 99 — ценным, а Фортуна — филлерам.

Важное значение в улучшении качества зерна имеет также и технология возделывания культуры, позволяющая более полно реализовать возможности, заложенные в генотипе сорта.

НСР₀₅ 3,7−5,1 Общая стекловидность зерна по мере интенсификации технологии выращивания озимой пшеницы увеличивалась на 2−9% абс. При этом на величину этого показателя заметное влияние оказывали метеоусловия в период созревания и уборки пшеницы. При сухой и жаркой погоде в межфазный период молочно-восковая — полная спелость стекловидность зерна в среднем по всем вариантам опыта составляла 70%, а при влажной зерно обесцвечивалось, и стекловидность зерна снижалась до 50%. Кроме этого, исследованиями установлена существенная положительная корреляция между стекловидностью зерна и содержанием в нем белка (r=0,81) и клейковины (r=0,79).

По мере улучшения обеспеченности растений элементами минерального питания за счет повышения уровня плодородия почвы и внесения удобрений, содержание в зерне озимой пшеницы белка увеличивалось на 0,8−2,3% абс., а клейковины на 1,5−5,3%.

Содержание белка и клейковины в зерне определяют главным образом, питательную ценность продукта, а хлебопекарные качества пшеницы зависят в первую очередь от ее физических свойств (упругости и растяжимости). Между количеством и качеством клейковины в нашем опыте тесной связи не установлено (r=0,206−0,467). Качество клейковины при всех изучавшихся в опыте технологиях выращивания озимой пшеницы отвечало требованиям стандарта к первой группе.

Хлебопекарная сила муки при выращивании озимой пшеницы по экстенсивной технологии была минимальной. По мере интенсификации технологии возделывания величина этого показателя возрастала на 31−78 е.а.

В условиях рыночной экономики перед сельскохозяйственным производством остро стала проблема рационального потребления энергоносителей и средств химизации земледелия, поскольку объемы затрат на которые по мере интенсификации технологии значительно возрастают.

В структуре затрат растениеводческой продукции по данным многих исследователей наиболее затратными являются удобрения 44,5−56,5%, горюче-смазочные материала — 17−22%, эксплуатационные расходы машино-тракторного парка, зданий и сооружений — 11−22%, а также средства защиты растений и семенной материал.

Производственные затраты нами рассчитывались по технологическим картам составленным для каждой технологии выращивания озимой пшеницы. Нормативы на выполнение отдельных работ и цены на материально-технические средства определялись по состоянию на 1 января 2014 года. Стоимость валовой продукции рассчитывалась по цене реализации за 1 центнер зерна пшеницы 3-го класса — 700 рублей.

Расчет экономической эффективности альтернативных технологий выращивания озимой пшеницы по пропашным предшественникам показал, что хотя по мере увеличения норм удобрений и интенсификации защиты растений производственные затраты в расчете на 1 га увеличиваются с 5396 до 35 270 рублей, а себестоимость 1 ц зерна возрастает с 138 до 457 руб., все изучавшиеся в опыте технологии прибыльны. Однако максимальный чистый доход равный 31 745 руб. с 1 га обеспечивает ресурсосберегающая технология выращивания озимой пшеницы.

Таким образом, изучавшиеся в опыте технологии выращивания озимой пшеницы оказывали существенное влияние на урожайность и качество зерна. Наилучшее сочетание высокого урожая (77,2 ц/га) с высоким качеством зерна (натура — 789 г/л, общая стекловидность — 60%, содержание белка -14,2%, содержание клейковины — 29,0%) отвечающее требованиям стандарта к пшенице 2-го класса, обеспечивала интенсивная технология. Близкая к этой продуктивность озимой пшеницы (урожайность — 76,4 ц/га, общая стекловидность — 55%, содержание белка — 13,4%, содержание клейковины — 27,2%) получена и при выращивании ее по ресурсосберегающей технологии.

Все изучавшиеся в опыте технологии выращивания озимой пшеницы были прибыльны, но наиболее высокой эффективностью отличалась ресурсосберегающая технология. Чистый доход в расчете на гектар посева при этой технологии составил 31 745 рублей, при себестоимости 1 ц зерна — 284 рубля.

• 1. Беспалова Л. А. Селекция полукарликовых сортов озимой пшеницы: Дис. д-ра с.-х. наук, Краснодар, 1998.-50 с.
• 2. Калиненко И. Г. Пшеницы Дона / И. Г. Калиненко.-Ростов н/Д: Кн. изд-во, 1979.-240 с.
• 3. Касаева К. А. Управление развитием элементов продуктивности зерновых колосовых культур / К. А. Касаева // С.-х. наука и производство, Серия 1. Экономика, земледелие и растениеводство.-М., 1987.-Вып. 2. — С. 16−25.
• 4. Кумаков В. А. Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы / В. А. Кумаков.-М.: Агропромиздат, 1985.-270 с.
• 5. Малюга Н. Г. Озимая сильная пшеница на Кубани / Н. Г. Малюга.-Краснодарское кн. изд., 1992.-240 с.
• 6. Малюга Н. Г. Особенности агротехники выращивания озимой пшеницы сорта Батько по предшественнику люцерна в условиях центральной зоны Кубани / Н. Г. Малюга, А. М. Кравцов, В. Т. Захаров, Е. Г. Кутняк // Тр. / КубГАУ.-Вып. 1 (5). — 2007. С. 77−82.
• 7. Малюга Н. Г. Севооборот, агротехника и продуктивность полевых культур / Н. Г. Малюга, А. М. Кравцов, А. В. Загорулько и др. // Тр. / КубГАУ.-Вып. 431 (459).- Краснодар, 2008. С. 14−43.
• 8. Полевой А. Н. Теория и расчет продуктивности сельскохозяйственных культур / А. Н. Полевой.-Л.: Гидрометиоиздат, 1983.-175 с.
• 9. Ничипорович А. А. Теоретические основы повышения продуктивности растений / А. А. Ничипорович.-М.: ВИНИТИ, 1977.-134 с.
• 10. Носатовский А. И. Пшеница / А. И. Носатовский.-М.: Колос, 1965.-568 с.
• 11. Фолтын И. Моделирование стеблестоя пшеницы / И. Фолтын // Междунар. с.-х. журн.-1986. № 5. — с. 64−67.