Цель исследования – определить влияние способов применения микроудобрений молибдата аммония и хелата меди на показатели качества зерна яровой пшеницы. Исследования проводили в 2017–2021 гг. на опытном поле ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ (с. Грибское, Благовещенский район). Агрометеорологические условия в годы проведения исследования в основном отличались от среднемноголетних данных и характеризовались переувлажнением почвы. Объект исследования – сорт яровой пшеницы ДальГАУ-1 селекции ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ. Площадь учетной делянки – 16,0 м2, четырехкратная повторность, размещение делянок в опыте – рендомизированое. Статистическую значимость различий между средними значениями параметров оценивали при уровне вероятности р 0,05. Схема полевого опыта: 1 – контроль без применения удобрений; 2 – N30P30 (фон); 3 – фон + обработка семян мoлибдатом аммония; 4 – фон + обработка семян и опрыскивание вегетирующих растений мoлибдатом аммония; 5 – фон + обработка семян мoлибдатом аммония + опрыскивание вегетирующих растений хелатом меди в форме ЭДТА; 6 – фон + опрыскивание вегетирующих растений мoлибдатом аммония; 7 – фон + опрыскивание вегетирующих растений хелатом меди в форме ЭДТА. Установлено, что применение микроудобрений способствует увеличению показателей качества зерна яровой пшеницы относительно контроля без применения удобрений: массы 1000 семян – от 1,4 до 4,6 г; общей стекловидности – от 1,6 до 8,2 %; натурной массы – от 6,5 до 38,4 г/л и белка – от 0,7 до 2,0 %. Максимальные значения данных показателей качества в среднем за 5 лет эксперимента получены в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы. Качество семян яровой пшеницы напрямую зависело от погодных условий в годы исследования.
пшеница, зерно, качество зерна, микроудобрения, молибдат аммония, хелат меди, масса 1000 семян, общая стекловидность, натурная масса, содержание белка
Введение. Одна из важнейших задач современного агропромышленного комплекса Российской Федерации – производство высококачественного зерна пшеницы [1, 2]. В настоящее время проблема повышения урожайности сельскохозяйственных культур с высоким качеством значительно обострилась и приобрела важное народно-хозяйственное значение. Основная часть выращенного зерна пшеницы не отвечает требованиям, предъявляемым к продовольственному зерну, что сказывается на качестве муки и хлеба [3]. Его качество зависит от степени обеспеченности на протяжении всего вегетационного периода элементами питания, погодно-климатических условий, предшественников в севообороте, сортовых особенностей и агротехники [4, 5].
В системе технологий возделывания зерновых культур, направленных на повышение урожайности и качества зерна, важное место отводится системе удобрения [6]. Многочисленные исследования показывают, что продуктивность сельскохозяйственных культур существенно увеличивается при рациональном применении удобрений. Без внесения удобрений почва постепенно истощается, снижаются ее плодородие, урожайность культур, продуктивность севооборота и ухудшается качество продукции. К большому сожалению, за постсоветский период применению различных видов удобрений в нашей стране уделялось недостаточное внимание, в т. ч. и микроудобрений [7].
Недостаточное содержание подвижных форм микроэлементов в почве обусловливает необходимость их включения в систему удобрения. При использовании микроудобрений необходимо ориентироваться как на биологические особенности выращиваемой культуры, так и на определенные фазы развития растений, подбирая определенные способы их внесения [8].
Микроудобрения на данный момент широко применяются в сельском хозяйстве. Применение микроудобрений оправдано не только со стороны высокой эффективности, но и малообъемностью использования, а следовательно, экономически их применение выгодно [6].
Яровая пшеница активно усваивает различные микроэлементы, которые играют важную роль в физиолого-биохимических процессах растений, такими являются молибден и медь. Молибден, входящий в состав фермента нитратредуктазы, регулирует процесс трансформации азота в растении, повышает содержание белка в продукции; активизирует окислительно-восстановительные процессы в растениях, принимает участие в углеводном обмене и обмене фосфорных соединений, синтезе витаминов и хлорофилла. Способствует усвоению азота и фосфора, улучшает питание растений кальцием, усвояемость железа; повышает устойчивость растений к климатическим стрессам и в конечном итоге улучшает показатели качества семян яровой пшеницы. Особенно эффективно применение молибдена на кислых почвах. Медь входит в состав различных ферментов и существенно активизирует азотный, фосфорный и углеводный обменные процессы растений, способствует усилению фотосинтетической деятельности растений, играет большую роль в формировании генеративных органов. Влияет на развитие и строение клеток растений, повышает стойкость к грибковым и бактериальным болезням, полеганию, увеличивает засухо- и жароустойчивость. При недостатке этого элемента тормозится рост генеративных органов, уменьшается интенсивность фотосинтеза. Недостаток меди обусловливается высокими нормами минеральных удобрений, известкованием почв, высокими температурами почвы и воздуха. Пшеница очень чувствительна к недостатку меди, в особенности при повышении нормы внесения азотных удобрений до 90–120 кг/га и более [8–11].
Цель исследования – определить влияние способов применения микроудобрений молибдата аммония и хелата меди на показатели качества зерна яровой пшеницы.
Объекты и методы. Исследование проводилось в южной агроклиматической зоне Амурской области на опытном поле ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ с 2017 по 2021 г. Метеорологические условия в годы исследования отличались по температурному режиму и количеству осадков за вегетационный период, преимущественно они характеризовались переувлажнением. Анализ гидротермического коэффициента (ГТК) за вегетационный период показал, что три года (2017, 2018 и 2021) характеризовались удовлетворительным увлажнением (ГТК – 1,6; 1,8 и 1,5 соответственно); переувлажненными были 2019 и 2020 гг. (ГТК – 2,4 и 3,1 соответственно).
Почва опытного участка – луговая черноземовидная среднемощная, имела следующую агрохимическую характеристику по годам исследования: обменная кислотность варьировала от среднекислой до слабокислой степени кислотности (рНKСl 5,0–5,3); содержание гумуса (по методу И.В. Тюрину) – от низкого до среднего (3,8–4,4 %); минерального азота (N-NO3) – от низкого до среднего (10,5–15,3 мг/кг почвы); аммонийного азота (N-NH4) – среднее (20,0–28,0 мг/кг почвы); содержание доступных форм фосфора (Р2О5) и калия (К2О) (по методу А.Т. Кирсанова) – соответственно от среднего до повышенного (52–79 мг/кг почвы) и от среднего до высокого (120 до 171 мг/кг почвы).
Объект исследования – сорт яровой пшеницы ДальГАУ-1, селекции ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ, высевали сеялкой СН-1,6 с нормой высева 6,5 млн всхожих семян на гектар с междурядьями 15 см рядовым способом. Площадь учета – 16,0 м2, четырехкратная повторность, размещение делянок в опыте рендомизированое.
Схема полевого опыта: 1 – контроль (без применения удобрений); 2 – N30P30 (фон); 3 – фон + обработка семян мoлибдатом аммония; 4 – фон + обработка семян и опрыскивание вегетирующих растений мoлибдатом аммония; 5 – фон + обработка семян мoлибдатом аммония + опрыскивание вегетирующих растений хелатом меди в форме ЭДТА; 6 – фон + опрыскивание вегетирующих растений мoлибдатом аммония; 7 – фон + опрыскивание вегетирующих растений хелатом меди в форме ЭДТА.
Обработка семян пшеницы перед посевом раствором молибдата аммония проводилась из расчета 0,3 кг/ц семян. Под предпосевную культивацию вручную вносились минеральные удобрения (азотные – аммиачная селитра, азотно-фосфорные – аммофос). Обработка вегетирующих растений пшеницы молибдатом аммония в дозе 0,2 кг/га и хелатом меди в форме ЭДТА в дозе 0,3 кг/га осуществлялась в фазе кущения, исходя из нормы расхода рабочего раствора 200 л/га. Уборку урожая осуществляли сплошным поделяночным комбайнированием.
Определяли физические показатели качества зерна: масса 1000 семян – в соответствии с ГОСТ 12042-1980; общая стекловидность – на приборе диафаноскоп ДСЗ-2 (ГОСТ 10987-1976) и натурная масса зерна – на пурке (ГОСТ 10840-2017); биохимический анализ – на приборе FOSS NIR SISTEM 5000 в ФНЦ ФГБНУ ВНИИ сои. Дисперсионный анализ экспериментальных данных проводили с использованием программного продукта MS Excel, согласно рекомендациям Б.А. Доспехова [12].
Результаты и их обсуждение. Качество семян яровой пшеницы – это совокупность свойств зерна, обуславливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением. Таким образом, в зависимости от цели использования зерна определяется необходимый набор показателей, характеризующих его качество [13].
По данным таблицы 1 видно, что применение микроудобрений повлияло на изменение массы 1000 семян яровой пшеницы по всем годам исследования.
Таблица 1
Влияние способов применения микроудобрений на массу 1000 семян яровой пшеницы, г
|
Вариант |
Год |
Среднее |
Отклонение ± |
||||||
|
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
от контроля |
от фона |
|||
|
1. Контроль без применения удобрений |
33,4 |
26,5 |
27,7 |
30,5 |
27,8 |
29,2 |
– |
– |
|
|
2. N30P30 (фон) |
35,2* |
27,4 |
31,9* |
29,4 |
29,3* |
30,6* |
+1,4 |
– |
|
|
3. Фон + Mo (обработка семян) |
35,4* |
29,3* |
34,6* |
27,5 |
30,1* |
31,4* |
+2,2 |
+0,8 |
|
|
4. Фон + Mo (обработка семян + опрыскивание растений) |
39,2* |
29,9* |
35,9* |
29,8 |
34,3* |
33,8* |
+4,6 |
+3,2 |
|
|
5. Фон + Mo (обработка семян) + Cu (опрыскивание растений) |
35,9* |
29,7* |
34,1* |
30,5 |
32,2* |
32,5* |
+3,3 |
+1,9 |
|
|
6. Фон + Mo (опрыскивание растений) |
37,9* |
28,9* |
34,0* |
30,3 |
33,8* |
33,0* |
+3,8 |
+2,4 |
|
|
7. Фон + Cu (опрыскивание растений) |
37,5* |
27,6* |
34,7* |
29,9 |
32,9* |
32,5* |
+3,3 |
+1,9 |
|
|
НСР05 |
0,3 |
1,0 |
1,2 |
0,2 |
0,7 |
0,8 |
– |
||
*Здесь и далее: достоверные прибавки относительно контроля без применения удобрений.
Наибольшие значения данного показателя отмечены в 2017 г., более благоприятном по погодным условиям из всех годов исследования. В данном году максимальная величина массы 1000 семян была в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 39,2 г, что превысило контроль на 5,8 г и фон на 4,0 г.
Наименьшие значения массы 1000 семян были в 2018 г. практически во всех вариантах опыта. Максимальное значение изучаемого показателя отмечено также в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 29,9 г, что превысило контроль на 3,4 г и фон на 2,5 г.
В среднем за 5 лет исследования наибольшая масса 1000 семян была в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 33,8 г, что превысило контроль на 4,6 г и фон на 3,2 г.
Следовательно, применение микроудобрений различными способами способствовало увеличению массы 1000 семян относительно контрольного и фонового вариантов практически по всем годам исследования.
Процент общей стекловидности зерна яровой пшеницы изменялся как по годам исследований, так и по способам применения микроудобрений (табл. 2).
Таблица 2
Влияние способов применения микроудобрений
на процент общей стекловидности зерна яровой пшеницы, %
|
Вариант |
Год |
Среднее |
Отклонение ± |
|||||
|
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
от контроля |
от фона |
||
|
1. Контроль без применения удобрений |
49,8 |
47,6 |
44,8 |
49,0 |
51,2 |
48,5 |
– |
– |
|
2. N30P30 (фон) |
54,0* |
46,1 |
46,1 |
51,1* |
53,0* |
50,1 |
+1,6 |
– |
|
3. Фон + Mo (обработка семян) |
54,3* |
48,9 |
47,7 |
54,5* |
55,2* |
52,1 |
+3,6 |
+2,0 |
|
4. Фон + Mo (обработка семян + опрыскивание растений) |
66,8* |
49,7 |
47,8 |
57,5* |
61,6* |
56,7* |
+8,2 |
+6,6 |
|
5. Фон + Mo (обработка семян) + Cu (опрыскивание растений) |
54,8* |
49,0 |
51,8* |
56,1* |
60,8* |
54,5* |
+6,0 |
+4,4 |
|
6. Фон + Mo (опрыскивание растений) |
57,8* |
44,8 |
51,6* |
56,3* |
60,4* |
54,2* |
+5,7 |
+4,1 |
|
7. Фон + Cu (опрыскивание растений) |
54,3* |
54,0* |
49,5* |
55,7* |
60,4* |
54,8* |
+6,3 |
+4,7 |
|
НСР05 |
3,1 |
4,4 |
4,7 |
0,8 |
0,6 |
4,9 |
– |
|
Наименьшие показатели общей стекловидности отмечены в 2019 г. Наибольшее значение показателя стекловидности в данном году было в варианте с применением совместно молибдата аммония при обработке семян и хелата меди при опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 51,8 %, что превысило контроль на 7,0 % и фон на 5,7 %.
В среднем за годы исследования максимальное значение показателя общей стекловидности зерна яровой пшеницы отмечено в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 56,7 %, что превысило контроль на 8,2 % и фон на 6,6 %.
Следовательно, применение микроудобрений различными способами способствовало увеличению процента общей стекловидности зерна яровой пшеницы относительно контрольного и фонового вариантов по всем годам исследования.
В таблице 3 представлены данные по изменению натурной массы семян яровой пшеницы в зависимости от способов применения микроудобрений.
Таблица 3
Влияние способов применения микроудобрений
на натурную массу семян яровой пшеницы, г/л
|
Вариант |
Год |
Среднее |
Отклонение ± |
|||||
|
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
от контроля |
от фона |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1. Контроль без применения удобрений |
597,5 |
727,5 |
636,0 |
615,1 |
596,0 |
634,4 |
– |
– |
|
2. N30P30 (фон) |
624,8 |
745,0 |
602,2 |
618,8 |
613,7* |
640,9 |
+6,5 |
– |
|
3. Фон + Mo (обработка семян) |
648,0* |
677,8 |
627,3 |
644,7* |
622,2* |
644,0 |
+9,6 |
+3,1 |
|
4. Фон + Mo (обработка семян + опрыскивание растений) |
705,0* |
680,5 |
626,1 |
705,2* |
647,4* |
672,8* |
+38,4 |
+31,9 |
|
5. Фон + Mo (обработка семян) + Cu (опрыскивание растений) |
689,0* |
687,4 |
633,1 |
691,3* |
621,3* |
664,4 |
+30,0 |
+23,5 |
Окончание табл. 3
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
6. Фон + Mo (опрыскивание растений) |
667,7* |
712,6 |
639,0 |
682,1* |
625,7* |
665,4* |
+31,0 |
+24,5 |
|
7. Фон + Cu (опрыскивание растений) |
669,0* |
725,5 |
637,7 |
680,0* |
620,2* |
666,5* |
+32,1 |
+25,6 |
|
НСР05 |
36,4 |
37,8 |
30,1 |
17,6 |
12,3 |
30,7 |
– |
|
Наибольшее значение натурной массы зерна отмечено практически по всем вариантам опыта в 2018 г. В данном году ни один из изучаемых вариантов по данному показателю не превысил контроль и фоновый вариант. Максимальное значение изучаемого показателя получено в варианте с применением азотно-фосфорных удобрений (фон) – 745,0 г/л, что превысило контроль на 17,5 г/л.
Наименьшая натурная масса зерна яровой пшеницы по годам эксперимента получена практически во всех вариантах опыта в 2021 г. Максимальные показатели натурной массы зерна отмечены в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 647,4 г/л, что превысило контроль на 51,4 г/л и фон на 33,7 г/л.
В среднем за 5 лет эксперимента наибольшая натурная масса зерна была в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 672,8 г/л, что превысило контроль на 38,4 г/л и фон на 31,9 г/л.
Следовательно, применение микроудобрений различными способами незначительно способствовало увеличению натурной массы зерна яровой пшеницы относительно контрольного и фонового вариантов по всем годам исследования.
Содержание белка в пшеничном зерне зависит от вида и разновидности злака, условий возделывания и характера почвы, количества и качества удобрений, количества солнечных дней и осадков, правильного сбора и срока дозревания.
В таблице 4 представлены данные по влиянию способов применения микроудобрений на содержание белка в зерне яровой пшеницы.
Таблица 4
Влияние способов применения микроудобрений на содержание белка
в зерне яровой пшеницы, г/л
|
Вариант |
Год |
Среднее |
Отклонение ± |
|||||
|
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
от контроля |
от фона |
||
|
1. Контроль без применения удобрений |
11,7 |
13,6 |
11,1 |
11,3 |
11,8 |
11,9 |
– |
– |
|
2. N30P30 (фон) |
13,4* |
14,1 |
11,7 |
11,9 |
12,0 |
12,6* |
+0,7 |
– |
|
3. Фон + Mo (обработка семян) |
13,8* |
14,4* |
13,4* |
13,3* |
13,8* |
13,7* |
+1,8 |
+1,1 |
|
4. Фон + Mo (обработка семян + опрыскивание растений) |
13,4* |
14,7* |
13,0* |
13,9* |
14,5* |
13,9* |
+2,0 |
+1,3 |
|
5. Фон + Mo (обработка семян) + Cu (опрыскивание растений) |
13,5* |
14,2* |
13,0* |
13,2* |
13,4* |
13,5* |
+1,6 |
+0,9 |
|
6. Фон + Mo (опрыскивание растений) |
14,3* |
14,4* |
12,7* |
13,5* |
13,4* |
13,7* |
+1,8 |
+1,1 |
|
7. Фон + Cu (опрыскивание растений) |
13,5* |
13,2 |
12,5* |
13,1* |
13,0* |
13,1* |
+1,2 |
+0,5 |
|
НСР05 |
1,6 |
0,6 |
0,8 |
0,7 |
0,4 |
0,5 |
– |
|
Максимальное содержание белка в зерне пшеницы по годам исследования отмечено в 2018 г. Наибольшая его величина была в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 14,7 %, что превысило контрольный вариант на 1,1 % и фоновый на 0,6 %. Наименьший показатель в данном году отмечен в варианте с применением хелата меди по вегетации – 13,2 %.
В 2019 г. из всех годов исследования отмечено минимальное содержание белка в зерне пшеницы. Наибольшее его количество было в варианте с применением молибдата аммония при обработке – 13,4 %, что превысило контроль без применения удобрений на 2,3 % и вариант с аммофосом на 1,7 %.
В среднем за 5 лет исследования наибольший показатель белка в зерне пшеницы отмечен в варианте с применением молибдата аммония при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений яровой пшеницы – 13,9 %, что превысило контрольный вариант на 2,0 % и фоновый на 1,3 %.
Следовательно, применение микроудобрений различными способами способствовало увеличению белка в зерне яровой пшеницы относительно контрольного и фонового вариантов по всем годам исследования.
Заключение. Проводя оценку применения микроудобрений различными способами под яровую пшеницу в условиях южной сельскохозяйственной зоны Амурской области, можно отметить, что применяемые микроудобрения способствовали увеличению физических показателей качества зерна яровой пшеницы и содержания белка в нем. Максимальное значение изучаемых показателей качества зерна в среднем за годы исследования отмечено в варианте с применением молибдата аммония совместно с обработкой семян перед посевом и по вегетирующим растениям яровой пшеницы.
Установлено, что существенное влияние на показатели качества зерна яровой пшеницы наряду с изучаемыми микроэлементами оказывают погодные условия, складывающиеся в течение вегетационных периодов.
1. Технологическая и хлебопекарная оценка качества зерна сортов яровой и озимой пшеницы разного экологического происхождения / Л.М. Моисеенко [и др.] // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2014. № 2. С. 35–37.
2. Фадеева И.Д., Тагиров М.Ш., Газизов И.Н. Результаты селекции озимой пшеницы на качество зерна в Татарском НИИСХ // Зерновое хозяйство России. 2018. № 2 (56). С. 34–37.
3. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от гуминового удобрения «Гумостим» и предшественников / С.В. Богомазов [и др.] // Нива Поволжья. 2020. № 3 (56). С. 44–49. DOI:https://doi.org/10.36461/NP. 2020. 56.3.013.
4. Влияние удобрений на показатели качества зерна озимой пшеницы / Р.В. Мимонов [и др.] // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 8. С. 6–12.
5. Формирование продуктивности и качества зерна яровой мягкой пшеницы в условиях муссонного климата / А.Г. Клыков [и др.] // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2020. № 1. С. 46–48. DOI: 10.30850/ vrsn/2020/1/46-48.
6. Никифоров В.М., Никифоров М.И., Мамеев В.В. Урожайность и качество зерна сортов яровой пшеницы в условиях Брянской области // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 1 (77). С. 7–12.
7. Ханикаев Б.Р., Дзанганов С.Х., Лазаров Т.К. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от системы удобрения // Известия Горского государственного аграрного университета. 2020. Т. 57, № 4. С. 8–14.
8. Фокин С.А., Семенова Е.А., Крылова Н.П. Агрохимические свойства почвы и продуктивность яровой пшеницы в зависимости от способов применения микроудобрений // Вестник КрасГАУ. 2021. № 9 (174). С. 30–37. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-9-30-37.
9. Долгополова Н.В. Эффективность действия микроэлемента молибдена на продуктивность озимой пшеницы в структуре севооборота // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 1. С. 48–52.
10. Влияние раздельного и совместного применения марганца, цинка, меди, молибдена и кобальта на посевные качества яровой пшеницы / Е.И. Григорьева [и др.] // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции: мат-лы IX Междунар. науч.-практ. конф. (Саранск, 18–19 апреля 2013 г.). Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2013. С. 35–38. (Лапшинские чтения)
11. Битюцкий Н.П. Микроэлементы высших растений: монография. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского ун-та, 2011. 368 с.
12. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 6-е, стер. М.: Альянс. 2011. 350 с.
13. Результаты изучения показателей качества зерна, муки и их сопряженной изменчивости при разных условиях возделывания озимой пшеницы / И.В. Сацюк [и др.] // Земледелие и селекция в Беларуси. 2019. № 55. С. 126–132.
