Агрохимия, 2022, № 7, стр. 50-54

ВВЕДЕНИЕ

Качество пшеницы – комплексное понятие. На него влияют генетические свойства сорта, природно-климатические условия и технология возделывания растений, а именно: срок сева, норма высева, применение удобрений, средств защиты, срок и способ уборки. В Зауралье и Западной Сибири, как и в целом в России производят пока недостаточное количество продовольственной пшеницы [1–3]. В литературе приведено разнообразие свойств пшеницы в связи с сортом [4, 5] и нормой высева [6]. В ряде работ [7–9] отмечена положительная роль удобрений в улучшении качества пшеницы. Цель работы – изучить влияние удобрений и погодных условий на технологические свойства яровой мягкой пшеницы при бессменном возделывании после стерни.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование выполнено в Курганском научно-исследовательском институте сельского хозяйства – филиале УрФАНИЦ УрО РАН – в лабораториях агрохимии и земледелия в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования по теме “Усовершенствовать систему адаптивно-ландшафтного земледелия для Уральского региона и создать агротехнологии нового поколения на основе минимизации обработки почвы, диверсификации севооборотов, рационального применения пестицидов и биопрепаратов, сохранения и повышения почвенного плодородия и разработать информационно-аналитический комплекс компьютерных программ, обеспечивающий инновационное управление системой земледелия”.

Опыт с бессменной пшеницей заложен в 2000–2001 гг. на базе стационара с зернопропашным севооборотом кукуруза–пшеница–пшеница–овес, в котором в течение 7-ми ротаций (1971–1999 гг.) изучали действие удобрений при ежегодной вспашке. С конца 1990-х гг. в земледелии Курганской обл. стало распространяться возделывание пшеницы на стерневых фонах. Последние годы в области до 50% ее посевов размещено после оставленной с осени стерни. С 2001 г. в опыте был осуществлен переход от севооборота и вспашки к бессменному выращиванию пшеницы после стерни. Бессменную пшеницу в Курганском НИИСХ много лет исследовали как антипод севооборотам, ее изучали на фоне вспашки. В зависимости от зоны области такой агрофон различался своей продуктивностью, которая была заметно больше в северо-западной зоне в лучших условиях увлажнения. В этом случае при внесении удобрений урожайность бессменной пшеницы при вспашке приближалась к сбору зерна после пара [10]. В центральной зоне области продуктивность бессменной пшеницы даже при вспашке существенно отставала от урожайности пшеницы после пара. Еще ниже оказались сборы зерна бессменной пшеницы после стерни. Например, в нашем опыте в годы севооборота и проведения вспашки 1-я и 2-я пшеница после кукурузы характеризовались урожайностью 16.8 и 15.8 ц/га в контроле и 22.6 и 20.8 ц/га на фоне N50Р40. Продуктивность бессменной пшеницы после стерни снизилась в среднем до 9–10 ц/га без удобрений и до 15–16 при применении N40–60Р20. Стоит сказать, что в опыте, заложенном рядом с зернопаровым севооборотом, который культивировали 7 ротаций при вспашке и 22 года без вспашки, продуктивность 3-й пшеницы после пара в условиях посева ее после стерни была такой же, как и бессменно выращиваемой после стерни.

Почва на участке опыта – выщелоченный чернозем маломощный малогумусный среднесуглинистый с содержанием гумуса в слое 0–20 см в контроле 4.5% и подвижных соединений (мг/кг): Р₂О₅ – 40 (низкое), K₂О – 250–350 (высокое). Вносили фосфорное удобрение – аммофос, азотное – аммиачную селитру. Фактически внесенная под бессменную пшеницу доза фосфора была равна Р20, но средневзвешенная с учетом оказывающего последействие суперфосфата Р40, примененного в севообороте в суммарной дозе Р1000, – Р25. Удобрения врезали до посева сеялкой СЗ-3,6 на глубину 4 см. Исследование состава удобрения предусматривало сравнение одностороннего азотного удобрения в дозах N20–40–60 и применения этих доз на фоне Р25.

Площадь делянки в м²: общая 270 (6 × 45), учетная 99 (2.2 × 45). Повторность вариантов трехкратная. Выращивали сорта пшеницы: Терция – в 2001–2011 гг., Зауралочка – в 2012–2020 гг. Оба сорта – из среднеспелой группы, они включены в список ценных пшениц. Пшеницу сеяли после оставленной с осени стерни стерневой сеялкой СКП-2,1 с сошником культиваторного типа. Учет урожая пшеницы вели напрямую комбайном Sampo-500 с отбором образца для определения влажности и сорности бункерной массы зерна. Исследование вели в 2-х закладках – опыты 1 и 3. Результаты опыта 3 о качестве бессменной пшеницы при мелкой обработке почвы за период 2000–2014 гг. уже были опубликованы [11]. В настоящей статье представлены данные опыта 1, в котором повторные посевы пшеницы размещали после стерни в течение 2001–2020 гг.

Погодные условия за 20 лет исследования характеризовались 8-летней засухой при ГТК за май–август 0.30–0.80. В эти годы осадки июня снижались до 6–38 мм при среднем многолетнем показателе 51 мм [10]. Благоприятных по увлажнению было всего 5 лет, когда в главный период формирования урожая – июнь – выпадало 48–122 мм осадков.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Эффективное плодородие изученного агроценоза более всего зависело от погодных условий периода вегетации, поскольку при засухе по сравнению с благоприятными годами урожайность снижалась в 3.8 раза в контроле и в 4.8 раза – на фоне N40Р25. От удобрений в благоприятные годы урожайность пшеницы возрастала в 1.7–1.8 раза, в засушливые – в 1.3–1.5 раза и в среднем за 20 лет – в 1.3–1.7 раза. Экономически выгодным оказалось применение удобрений в дозе N40 на фоне Р25. Качество зерна зависело от состава удобрения и дозы азота. Ценно, что содержание клейковинных белков в зерне ≥23% за 20-летний период опыта отмечено в 65–75% лет наблюдений при внесении N40–60 и в 65–80% лет – на фоне внесения N40–60Р25, в то время как в контроле и с применением N20Р25 – лишь в 40% лет (табл. 1).

Масса 1000 зерен – очень важный элемент структуры урожая. Поскольку за 20 лет засуха повторилась 8 раз, масса 1000 зерен неоднократно опускалась до 19–23–24–25 г, повышаясь в годы с достаточным количеством осадков до 29–35 г. Один год (2016 г.) отличался поражением пшеницы стеблевой ржавчиной, когда масса 1000 зерен снизилась до 17–19 г. Сильнее были поражены хорошо удобренные растения. Положительное влияние удобрений на крупность зерна отмечено в варианте азотно-фосфорного удобрения N60P25 (табл. 2).

Натурная масса зерна соответствовала нормальному показанию 750 г/л в 80% лет в контроле и в 70% – на фоне N40–60Р25. Поражение ржавчиной в 2015 г. и особенно в 2016 г. снижало натурную массу зерна до 627–742 г/л. В благоприятные годы ее величина повышалась до 806–830 г/л. Удобрения мало меняли этот показатель, в основном натурная масса пшеницы определялась условиями увлажнения периода вегетации.

Величина выхода муки, по имеющимся средним данным за 18 лет, была достаточно однородна в вариантах. Однако повторяемость 70%-ного выхода муки менялась в зависимости от удобрений от 61 до 89% лет. У более мелкого зерна в варианте N20Р25 чаще повторялся выход муки, равный 70% (табл. 3).

Для содержания клейковины в муке нормой считается уровень 29–30%, что менее всего встречалось при внесении азота и фосфора в дозах N20P25 и гораздо чаще на фоне N60 без фосфора и в сочетании с ним. Стекловидность зерна неудобренной пшеницы в среднем за 20 лет была равна 37%, варьируя от 9–12% во влажные годы и до 57–88% при недостатке влаги. На фоне удобрений средний показатель был больше – 46–53%. Стекловидность на уровне 50–60% повторилась за 20-летний период в 30% лет в контроле, 35% на фоне дозы N20Р25 и 45–65% при внесении доз азота N40–60.

Реологические свойства клейковинных белков (растяжимость, упругость, эластичность) выражаются величиной деформации четырехграммового шарика клейковины от сжатия диском-грузиком в условных единицах прибора ИДК. При сопоставлении силы муки и показателя ИДК отмечено, что сила муки приближалась к норме для ценной пшеницы 200 единиц альвеографа (е.а.) при показателе ИДК в пределах 42–82 ед. Однако 4 года такую силу муки отмечали и при деформации клейковины, равной 90–102 ед. Показатель 200 е.а. заметно чаще повторялся в засушливые годы с ГТК за май–август 0.30–0.80 на фонах N40–60 с фосфором и без него. Малая доза азота N20Р25 оказывала положительное действие на урожайность пшеницы с прибавкой 3.4 ц/га, но для улучшения качества зерна она была недостаточной (табл. 4).

В оценке альвеограммы предусмотрен учет соотношения упругости и растяжимости теста (p/l). Оптимальным считается отношение p/l в пределах 1–2, при котором в процессе брожения теста сбалансирована газообразующая способность с газоудерживающей, за счет чего пробный хлебец обычно имеет достаточную и равномерную пористость. В нашем эксперименте отношение p/l во влажные годы ухудшалось, повышаясь до 2.9–4.0.

В теплые засушливые годы хлебопекарные свойства пшеницы были выше. Объемный выход хлеба из 100 г муки достигал 745–935 мл, опускаясь до 405–650 мл в годы с достаточным увлажнением растений. Влияние удобрений на этот показатель, как и на силу муки, был слабее при применении первой из испытанных доз азота N20 с усилением действия дозы азота в диапазоне N40–60. Замечено, что с ростом урожайности от удобрений ослабевало их влияние на качество пшеницы. Например, при одностороннем азотном удобрении прибавки урожая от удобрений в 2–3 раза были меньше, чем от азота с фосфором, а повторяемость по годам более высокого объемного выхода хлеба составила 15 лет из 19-ти и 11 лет на фоне применения азотно-фосфорного удобрения. В среднем выход хлеба при показателе в контроле 632 мл увеличивался в вариантах с применением одного азота в дозах N40–60 на 55–68 мл и от тех же доз с фосфором – на 32–33 мл.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в опытах на Центральном опытном поле Курганского НИИСХ продуктивность повторных посевов пшеницы, выращиваемой на стерневом фоне, более всего определяли погодные условия. Урожайность зерна менялась в зависимости от погодных условий в 3.8–4.8 раза, от удобрений – в 1.3–1.7 раза. Качество пшеницы при бессменном возделывании после стерни также сильнее зависело от погодных условий, чем от удобрений. Например, содержание клейковины в зерне в опыте варьировало от 11–19% в год поражения растений стеблевой ржавчиной до 31–38% в очень сухом 2012 году. Аналогичные изменения отмечены и для содержания клейковины в муке – от 18–25 до 36–42%. Удобрение N40–60P25 в среднем повышало накопление клейковины в зерне по сравнению с контролем на 4–5% в отличие от дозы N20Р25, при которой содержание клейковинных белков и повторяемость его уровня ≥23% оставались на уровне контроля. Ценно, что на фоне применения удобрений в дозах N40–60P25 снижалась зависимость формирования урожая и качества пшеницы от погодных условий; достижение содержания клейковины в зерне ≥23% учащалось, повышаясь с 40% лет в контроле до 65–80% лет в вариантах применения удобрений.

Лучшие показатели свойств теста и хлеба относились к засушливым годам, когда запасы питательных веществ почвы и удобрений в большей мере расходовались не на урожайность, а на качество зерна. Одностороннее азотное удобрение слабее влияло на сбор зерна, но обеспечивало более высокие показатели качества пшеницы. Например, сила муки на фоне внесения одного азота N40–60 в среднем была равной 247–263 е.а., с добавлением к этим дозам фосфора – 214–223 е.а. Повторяемость показателя силы муки 200 е.а. и более повышалась с 50% лет в контроле до 67% лет, если применяли одно азотное удобрение N40–60 или азотно-фосфорное N60P25. На фоне удобрения N20Р25 отмечен самый низкий показатель силы муки – 186 е.а. и самая низкая частота достижения уровня ≥200 е.а. – 33% лет. Объемный выход хлеба на уровне ≥600 мл отмечен в 52% лет в контроле и в 79% лет при внесении одного азота в дозах N40–60. Эти же дозы, примененные совместно с фосфорным удобрением, сильнее действовали на урожайность пшеницы, а показатель объемного выхода хлеба 600 мл наблюдали только в 58% лет.