Оптимизация приемов возделывания озимой пшеницы в зоне каштановых почв Волгоградской области
для студентов высших учебных заведений, обучающихся по агрономическим специальностям
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Издательство:
Волгоградский государственный аграрный университет
Авторы:
Павленко Владимир Николаевич, Петров Николай Юрьевич, Тютюма Наталья Владимировна, Калмыкова Елена Владимировна, Мелихов Григорий Григорьевич
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 116
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN: 978-5-4479-0397-8
Артикул: 847949.01.99
В учебном издании излагаются вопросы прогрессивных технологий обработки почвы, внесения удобрений, посева и ухода за культурой озимая пшеница в условиях Волгоградской области Учебное пособие подготовлено на основе программ курса «Технологии возделывания сельскохозяйственных культур» для студентов факультетов переработки технологии и товароведения и агротехнологического.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 621: Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
- 635: Овощеводство и декоративное садоводство
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 35.03.03: Агрохимия и агропочвоведение
- 35.03.04: Агрономия
- ВО - Магистратура
- 35.04.03: Агрохимия и агропочвоведение
- 35.04.04: Агрономия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Департамент координации деятельности организаций в сфере сельскохозяйственных наук Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный аграрный университет» Факультет перерабатывающих технологий и товароведения Кафедра «Технология хранения и переработки сельскохозяйственного сырья и общественное питание» В. Н. Павленко Н. Ю. Петров Н. В. Тютюма Е. В. Калмыкова Г. Г. Мелихов ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗОНЕ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по агрономическим специальностям Волгоград Волгоградский ГАУ 2023 1
УДК 635.21:631.5(470.45) ББК 42.112.6 С-30 Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФНЦ «Агроэкология, комплексные мелиорации и защитное лесоразведение» РАН К. Н. Кулик, кандидат педагогических наук, научный сотрудник «Прикаспийский аграрный федеральный научный центр РАН» Н. И. Матвеева С-30 Оптимизация приемов возделывания озимой пшеницы в зоне каштановых почв Волгоградской области: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по агрономическим специальностям / В. Н. Павленко, Н. Ю. Петров, Н. В. Тютюма, Е. В. Калмыкова, Г. Г. Мелихов. – Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2023. – 116 с. ISBN 978-5-4479-0397-8 В учебном издании излагаются вопросы прогрессивных технологий обработки почвы, внесения удобрений, посева и ухода за культурой озимая пшеница в условиях Волгоградской области Учебное пособие подготовлено на основе программ курса «Технологии возделывания сельскохозяйственных культур» для студентов факультетов переработки технологии и товароведения и агротехнологического. УДК 635.21:631.5(470.45) ББК 42.112.6 Рекомендовано методической комиссией факультета перерабатывающих технологий и товароведения ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ (протокол № 7 от 27 марта 2023 г.). ISBN 978-5-4479-0397-8 © ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2023 © Авторы, 2023 2
ВВЕДЕНИЕ Одним из основных направлений модернизации и устойчивого обеспечения продуктами питания собственного производства АПК России, Южного Федерального округа и Волгоградской области является комплекс мер по внедрению высокоинтенсивных сортов зерновых культур, по рациональному использованию земель сельскохозяйственного назначения с сохранением и повышением плодородия почв. В связи со сложной ситуацией, сложившейся в сельском хозяйстве страны, необходимо обратить особое внимание на повышение культуры земледелия, что в свою очередь будет способствовать увеличению производства продукции растениеводства. Значительная трудность в увеличении производства зерна заключается в том, что более половины площадей зерновых культур подвергаются засухам, что приводит к снижению урожая и резкому колебанию валовых сборов зерна по годам. В Волгоградской области, которая относится к зоне рискованного земледелия, основной проблемой является стабильное производство зерна за счет внедрения научно-обоснованных систем сухого земледелия в сочетании с интенсивными технологиями возделывания сельскохозяйственных культур. Рост зернового производства – наиболее актуальная проблема. Этот рост в основном осуществляется за счет озимых культур. Озимая пшеница в зерновом балансе занимает ведущее место. Она является главной продовольственной культурой нашей страны. В структуре зерновых культур озимая пшеница занимает 23 % и обеспечивает 32 % валового сбора зерна в стране. Наряду с увеличением ее урожайности большое внимание уделяют повышению качества зерна, т. е. его биологических, физикохимических и потребительских свойств, определяющих пригодность зерна к использованию на семенные, продовольственные, кормовые или технические цели. В настоящее время практика показывает, что потенциальные возможности озимой пшеницы используются не полностью. Это происходит за счет того, что еще не в полной мере или недостаточно изучены особенности формирования урожая новых сортов, механизм действия новых биопрепаратов и стимуляторов роста, не разработана технология возделывания для получения стабильного и гарантированного урожая зерна в данных почвенно-климатических условиях. В условиях химизации сельского хозяйства наряду с применением минеральных и органических удобрений перспективное значение при возделывании озимой пшеницы имеет применение биопрепа3
ратов и регуляторов роста. Они, как химические препараты, активно воздействуют на семена и растения, открывают широкие возможности их применения с целью повышения продуктивности и улучшения качественных характеристик растениеводческой продукции. Интерес к данной группе препаратов обусловлен широким спектром их действия на растения, возможностью направленно регулировать определенные этапы роста и развития для повышения урожайности и качества зерна сельскохозяйственной продукции, а также способностью повышать устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды (высоким и низким температурам, недостатку влаги, суховеям и т. д.). Идеальными биоиндикаторами изменений плодородия почвы являются почвенные микроорганизмы, что обусловлено их обилием, сложной структурой образуемых ими сообществ, ролью и значением в почвообразовательных процессах и высокой чувствительностью к различным повреждающим факторам. Изучение изменения равновесного состояния в сообществах почвенных микроорганизмов под влиянием антропогенных нагрузок — актуальная проблема современности. Почва как компонент биосферы испытывает наибольшую нагрузку. Минеральные удобрения, пестициды и другие химические препараты, попадающие в почву во все возрастающих количествах, вызывают значительные изменения в комплексе почвенных микроорганизмов, которые часто имеют отрицательный характер. Сейчас научными учреждениями не в полной мере изучено действие большого количества химических препаратов. При распределении удобрений и биологически активных веществ под сельскохозяйственные культуры внутри севооборота важно учитывать окультуренность почв, запасы доступных питательных веществ и водный режим, гранулометрический состав почв, предшественников и другие факторы. Поэтому исследовательские работы такого характера всегда актуальны и перспективны, отвечают современным запросам практиков в сфере производства продукции растениеводства высокого качества и производителей химической продукции. Таким образом, технология возделывания должна разрабатываться не только с учетом увеличения урожайности, но и должна быть направлена на повышение качества зерна, так как невозможно без учета этого. Поэтому для получения высоких и стабильных урожаев продовольственного зерна озимой пшеницы необходимо внедрять в каждом хозяйстве технологию возделывания, учитывающую условия хозяйства, использовать научные достижения и передовой опыт. В связи с обострением экологических, энергетических и экономических проблем при возделывании озимых культур большое внимание уделяется комплексному применению средств защиты расте4
ний, удобрений и регуляторов роста. Так как они являются неотъемлемыми составляющими современных сельскохозяйственных технологий. Получение максимальной продуктивности культуры при повышении устойчивости растений к климатическим, водным, солевым, осмотическим, температурным и другим стрессам может быть осуществлено при использовании регуляторов роста. Однако их применение требует всестороннего изучения механизмов их действия, постепенной адаптации в конкретных природных зонах, знания побочных явлений с их применением как на растительные организмы, здоровье животных и человека, так и всей окружающей среды. Цель исследований сводилась к изучению влияния регуляторов роста и минеральных удобрений в посевах озимой пшеницы на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы в зоне каштановых почв Волгоградской области. 5
АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (ОБЗОР НАУЧНЫХ ИЗЫСКАНИЙ) В Российской Федерации решение проблемы продовольственной безопасности, как в прошлом, так и в современных условиях определены, прежде всего, уровнем развития зернового производства. Важнейшей задачей сельского хозяйства является обеспечение населения страны продовольствием, а перерабатывающую промышленность – необходимым сельскохозяйственным сырьем. Пшеница – главнейшая продовольственная культура для большинства населения земного шара. Зерно пшеницы и продукты его переработки по пищевым и технологическим свойствам среди других зерновых культур занимают особое место. Продукты из зерна содержат почти все, что необходимо человеку для питания. Они богаты углеводами (82…83%), белками (14…15%), в них есть жир (2,0…2,5%), соли фосфора, калия, магния, кальция и другие необходимые для жизни людей элементы. В выпеченном хлебе содержатся витамины В1, В2, В6, РР, Е и др., ферменты, клетчатка [40]. В условиях ограниченного роста посевных площадей основной путь увеличения валовых сборов зерна – повышение урожайности зерновых культур за счет внедрения интенсивных технологий возделывания. В России в зонах получения устойчивого гарантированного урожая находится чуть более одного процента сельскохозяйственных угодий, а свыше 60 % посевов зерновых культур расположено в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения, а из них 2/3 – в засушливой и очень засушливой [132]. Волгоградская область является крупным зернопроизводящим регионом. Среди зерновых культур доминирует озимая пшеница, которая в последние 15 лет ежегодно высевается на площади свыше 1,0 млн. га и обеспечивает 47,6…64,0% валовых сборов зерна. В Волгоградской области земледелие ведется в сложных почвенноклиматических условиях: значительное варьирование агрометеорологических показателей и наличие большой площади эродированных, комплексных и солонцеватых (более 3,6 млн. га) земель – все это изначально сильно затрудняет выращивание климатически обеспеченных урожаев и снижает рентабельность производства продовольственного, семенного и фуражного зерна. Проблему качества зерна необходимо решать на этапе селекции и семеноводства, а также в процессе возделывания культур, т.е. технологии. В отдельных селекционных центрах выведены сорта пшеницы, в которых уровень белка (клейковины) «зашкаливает», а урожайность 6
достигает лишь 0,10 т/га. В то же время в хозяйствах, где посев ведут семенами 1-го и 2-го классов, качество и урожайность зерна значительно ниже, чем в селекционных учреждениях. Это в основном обусловлено недостатком денежных средств у хозяйств на приобретение высококачественных семян, современной техники, удобрений, гербицидов, ядохимикатов, ГСМ, запасных частей и т.п. Урожайность культур значительно снижается из-за недостатка финансовых средств (на 40%). В настоящее время созданы новые сорта, обладающие такими качествами, как высокое содержание клейковины, устойчивость к вредителям, различным заболеваниям и засухе. Внедрение в производство новых биотехнических сортов позволяет решать многие проблемы экологии и экономики. Если в зерне пшеницы увеличить содержание белка на 1%, то можно было бы дополнительно получить 8000 тыс. т растительного белка, которого было бы достаточно, чтобы удовлетворить в нем потребность 256 тыс. человек в течение года [69, 92]. Анализируя результаты исследований многих ученых, выявили, что существенный прогресс по продуктивности приводит к снижению качества зерна [121, 124, 146]. Выявлено, что с ростом урожайности по срокам посева у всех сортов содержание белка падает, т.е. имеет место обратная зависимость между величиной урожая и белковостью зерна. Это подтверждается и результатами многих исследований [13, 65]. Причина такой закономерности вполне очевидна: чем больше вегетативная масса и урожай зерна, тем большее количество азота требуется для достижения того или иного процентного содержания белка в зерне. Таким образом, возникает относительный дефицит азота, т.е. дефицит для высокоурожайных посевов, преодоление которого отчасти можно обеспечить с помощью мер агрономического порядка [80]. Для стабилизации валовых сборов зерна в научно-обоснованных системах земледелия предусмотрено резкое увеличение площади чистых паров. В сухих степях Нижнего Поволжья по чистому пару в принципе можно ежегодно получать сильное и ценное зерно озимой пшеницы. Однако, как показали специальные исследования и опыт многих хозяйств, эту возможность не удается реализовать в полной мере из-за недостаточной изученности роли технологических приемов и погодных флуктуаций в формировании показателей качества зерна [11]. Большая роль в повышении качества зерна озимой пшеницы принадлежит удобрениям. Рациональное их применение в сочетании с другими передовыми агроприемами позволяет значительно повысить плодородие почвы и улучшить питание растений. Накопление в зерне пшеницы белка и клейковины зависит от обеспеченности растений азотом. Даже почвы, обладающие высоким естественным плодородием, например, черноземы и каштановые, не содержат такого количества азота в формах, доступных растениям. Нарушение азотного пи7
тания ведет к ослаблению роста, уменьшению накопления азотных веществ в вегетативной массе. Это влечет за собой недобор урожая и ухудшение технологических качеств зерна [40]. Дальнейшее повышение урожайности и качества зерна озимой пшеницы требует наряду с выведением новых высокопродуктивных сортов разработки более совершенной системы организационных и агротехнических мероприятий, направленных на создание оптимальных условий для роста и развития растений, предотвращение гибели посевов от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, защиту растений от вредителей и болезней, сокращение потерь при уборке урожая. На современном этапе развития сельского хозяйства, при внедрении новых технологий возделывания зерновых культур, значение сорта сохранилось. Сорт остается не только средством повышения урожайности, но и становится фактором, без которого невозможно реализовать достижения науки и техники. В сельскохозяйственном производстве сорт выступает как биологическая система, которую нельзя ничем заменить [51]. Сельскохозяйственное производство России располагает огромными сортовыми ресурсами сельскохозяйственных растений практически по всем культурам и для всех регионов страны. На 2010 год в государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, находятся 11994 сорта и гибридов, в том числе отечественных – 9679 (81%), иностранных – 2425 (19%), новых 928 (7,7%), охраняемых 3552 (30%), из них 194 сорта озимой пшеницы (ценные – 58 сортов – зарубежной селекции, 34 % - отечественной селекции и только 20 % - сильные). Известно, что успехи селекции реализуются только через четко организованную систему семеноводства. Научные учреждения Россельхозакадемии обеспечивают в необходимых объемах производство оригинальных семян основных сельскохозяйственных культур [8]. Г. В. Коренев [75] отмечал, что каждый сорт имеет свою, только ему присущую, оптимальную густоту посева, свои биологические свойства, мощность корневой системы, энергию развития, высоту стояния, кустистость, скороспелость и т. д. Помимо генотипа на качество зерна могут воздействовать почвенно-климатические и метеорологические условия места и года выращивания, а также технология возделывания сорта. Поскольку эти условия ответственны за реализацию возможностей в проявлении качеств, заложенных в генотипе, необходим комплексный подход к решению всей проблемы улучшения качества зерна. При этом сорт и его агротехника служат основным резервом получения высокого урожая с хорошим качеством. 8
Академик П.Н. Константинов еще в 30-х годах в своих трудах неоднократно указывал на большое значение озимых культур в стабилизации зернового производства, и одним из основных путей для расширения озимого клина он считал селекцию, которая позволила создать высокоурожайные сорта озимой пшеницы, приспособленные для региона, с высокой морозо- и засухоустойчивостью, устойчивостью к выпреванию и вымоканию [143]. Лидерами отечественной селекции по созданию сильных сортов пшеницы являются Донской и Краснодарский селекцентры [96]. Итогом селекции Донского зонального НИИ сельского хозяйства на продуктивность и адаптивность к стрессам различного характера стало создание группы морозостойких сортов озимой пшеницы, выносливых как к залеганию притертой корки, так и негативному действию поздневесенних заморозков: Тарасовская остистая, Престиж, Росинка тарасовская, Тарасовская 97, Родник тарасовский, Северодонецкая юбилейная. Эти сорта формируют урожай за счет увеличения продуктивности колоса из-за повышенной отзывчивости на внесенные удобрения, так и за счет более низкой конкуренции в агроценозе при увеличении плотности стеблестоя [169]. Для повышения устойчивости производства озимой пшеницы в хозяйстве целесообразно возделывать систему сортов, взаимодополняющих друг друга по биологическим и хозяйственно ценным признакам: по периоду созревания, устойчивости к засухе и полеганию, к вредителям и болезням и с учетом возможностей хозяйств работать с сортами полуинтенсивного и интенсивного типов [4, 173]. Сорта интенсивного типа Зерноградка 9, Донская безостая, Донская юбилейная, Подарок Дона, Зерноградка 10, Зерноградка 11, Конкурент, Ростовчанка 3, Ростовчанка 5, Марафон, Танаис; полуинтенсивного типа Дон 93, Дон 95, Дар Зернограда, Донской маяк, Ермак, Донской простор, Донской сюрприз, Гарант, Девиз способны гарантированно обеспечивать до 6…7 т/га высококачественного зерна, обладают высокой устойчивостью к низким температурам, засухе, полеганию и болезням [7]. При оценке водного потенциала озимой пшеницы наиболее важными параметрами являются водоудерживающая и водопоглощающая способность и остаточный водный дефицит, которые в большей степени отражают устойчивость растений к перегреву и обезвоживанию. Высокая водоудерживающая способность отмечена у сортов Ермак (74 %), Дон 93 (77 %), Гарант (71 %), Донской сюрприз (77 %), Дончанка (76 %). Высокую водопоглощающую способность показали сорта Ермак (95 %), Дон 93 (112 %), Гарант (94 %), Донской маяк (93 %), Дончанка (100 %) [62]. 9
По данным Е. В. Ионовой, Н. Е. Самофаловой и др. [62] выделены сорта, имеющие высокие значения по всем изучаемым параметрам первичной корневой системы (максимальная длина корня, корнеобеспеченность проростка, сухая масса корня, отношение сухой массы корня к длине наибольшего корня). К ним относятся Ермак, Донской сюрприз, Дон 93 (мягкая пшеница); Аксинит (твердая пшеница). Повышенную устойчивость к засухе имеют Дон-95, Дон-93, Донской сюрприз, Аксинит, Дончанка. Ценную пшеницу Дон-93 характеризовали в своих исследованиях А. С. Бутузов, Т. Н. Тертычная, В. И. Манжесов [27] как сорт с углеводным типом метаболизма, у которого происходит активное образование углеводов и менее активное – белков. Выявлена большая отзывчивость на действие росторегуляторов, выраженная как в увеличении урожайности, так и улучшении его качества. Урожайность данного сорта увеличилась по сравнению с контролем на 0,22...0,37 т/га, содержание сырой клейковины в зерне под влиянием регуляторов роста превысило контроль на 1,3…1,4 %. В отделе селекции пшеницы Краснодарского НИИСХ им. П. П. Лукьяненко для изучения и отбора исходного материала, ценного для селекции, ежегодно анализируют более 1500 сортообразцов из 28 стран мира. Это позволяет выделить формы, сочетающие высокое качество с другими хозяйственно ценными признаками. Подтверждением правильности разработанных в институте методов селекции и выбора признаков качества зерна для объективной оценки изучаемых линий служит сравнительная стабильность созданных сортов по основным признакам качества зерна. Внедрение в производство таких сортов как Скифянка, Ника Кубани, Леда, Руфа, Краснодарская 90, Сфера, Югтина, Безостая 1, Соратница, Дельта, Княжна и др. позволяет получать высокие урожаи высококачественного зерна [112]. Широкое распространение интенсивных сортов озимой пшеницы обеспечило повсеместный рост урожайности вместе с тем, содержание белка у современных сортов в условиях производства значительно снизилось, так как мероприятие, повышающее урожайность не были дополнены соответствующим расчетом внесения минеральных удобрений (и прежде всего азотных), к современным сортам интенсивного типа при уровнях урожайности 5...6 т/га выносят до 150... 180 кг/га азота. Значение сорта для получения высококачественного зерна велико. Вместе с тем нельзя не учитывать того, что его биохимические и технологические свойства подвержены сильным изменениям под влиянием условий произрастания [46, 87, 119] и агротехнических мероприятий [89, 91, 117, 124, 125, 141, 145, 150, 155]. Исследованиями, проведенными С. А. Шафран и С. С. Андреевым [175] установлено, что при выборе сортов и установлении целесообразности внесения удобрений, надо учитывать экономические по10