Урожайность зерна и зелёной массы нового сорта яровой тритикале Тимирязевская в зависимости от применения разных доз азотных удобрений в условиях ЦРНЗ

УДК 631.842.4

Урожайность зерна и зелёной массы нового сорта яровой тритикале Тимирязевская в зависимости от применения разных доз азотных удобрений в условиях ЦРНЗ

Абделаал Х. К.¹

Энзекрей Е. С.²

Соловьёв А. А.², доктор биологических наук

Щуклина О. А.², кандидат сельскохозяйственных наук

Градсков С. М.², кандидат сельскохозяйственных наук

Завгородний С. В.²

¹ФГБОУ ВО «РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева», кафедра растениеводства и луговых экосистем

127550, Россия, г. Москва, Лиственничная аллея, д. 3

E-mail: h.kamal2007@gmail.com

²Главный ботанический сад им. Н. В. Цицина РАН, отдел отдалённой гибридизации

127276, Россия, г. Москва, ул. Ботаническая, д. 4

E-mail: oashuklina@gmail.com

В статье приводятся результаты исследований влияния разных доз азотных удобрений на урожайность зерна и зелёной массы нового сорта яровой тритикале Тимирязевская. Исследования проводились в условиях Полевой опытной станции РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева (г. Москва) в 2016–2018 годах. Полученные данные свидетельствуют о том, что сорт Тимирязевская относится к интенсивному типу и обладает высокой отзывчивостью на внесение повышенных стартовых доз азотных удобрений, а также отзывчив на дробное внесение удобрений. Применение 90 кг д.в./га азота в предпосевную культивацию в виде аммиачной селитры и подкормка 60 кг д.в./га азота в фазу выхода в трубку позволяют получить 5,63 т/га зерна. Для наращивания зелёной и сухой массы необходимо внесение высокой стартовой дозы азотных удобрений — 150 кг. д.в./га азота. Этот приём позволил получить 35,2 т/га зелёной массы и 14,01 т/га сухой массы.

Ключевые слова: яровая тритикале, азотное питание, качество зерна, зелёная масса, сухая масса, продуктивность, удобрение, урожайность, аммиачная селитра.

Обеспечение растущей отрасли животноводства высококачественными концентрированными кормами — одна из стратегических задач агропромышленного комплекса. Решить её можно, возделывая новые зерновые культуры с высокой потенциальной урожайностью и хорошими адаптационными показателями в меняющемся климате. Такой культурой является яровая тритикале. Создание тритикале (Triticosecale Wittm. ex. Camus), зерновой и кормовой культуры, обладающей рядом выдающихся качеств и представляющей собой новый ботанический род, одно из крупнейших достижений современной селекции растений. Путём объединения хромосомных комплексов двух разных, но филогенетически близких ботанических родов, пшеницы и ржи, человеку удалось впервые за всю историю растениеводства синтезировать новую сельскохозяйственную культуру, которая, по мнению специалистов, в недалёком будущем станет одной из ведущих зерновых культур (Грабовец, 2000; Мережко, 2000; Triticale, 1989). Зерно тритикале используется при откорме бычков, свиней и цыплят-бройлеров. Имеются также сорта кормового направления, предназначенные для использования на зелёный корм, травяную муку, сенаж и др.

Первый коммерческий сорт яровой тритикале Rosner, характеризующийся прочной соломиной, высокой фертильностью и раннеспелостью был зарегистрирован в Канаде в 1970 году (Triticale, 1985). Первый сорт яровой тритикале Укро в нашей стране районирован в 2000 году.

Культура тритикале в эволюционном отношении ещё очень молодая, и многие вопросы её биологии и технологии возделывания недостаточно изучены. Площади посевов тритикале (озимой и яровой) в РФ из года в год растут с момента, когда тритикале стали выделять в отдельный перечень культур (2009 год), в 2016 году площадь посевов составила около 600 тыс. га (Близнюк, 2015).

Яровая тритикале используется в производстве не в должной мере, да и набор сортов ограничен. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в настоящее время включено 16 сортов яровой тритикале, из них девять (Амиго, Аморе, Гребешок, Кунак, Лотас, Норман, Ровня, Ульяна, Ярик) районированы в Центральном регионе. В основном это сорта Верхневолжского ФАНЦ. Сорта яровой тритикале особенно необходимы в зонах с жёсткими условиями перезимовки озимых сортов.

В технологии возделывания тритикале большое значение имеет рациональное использование минеральных удобрений, главным образом азотных. Они во многом определяют продуктивность культуры и качество зерна, что особенно важно при использовании её на корм животным (Словцов, 2015). Влияние азотных подкормок и их доз на качество зерна и зелёной массы состоит в увеличении содержания в них белковых веществ, что повышает пищевую и кормовую ценность продукции. В связи с этим необходимо изучение вопросов, связанных с влиянием азотных удобрений при разработке сортовых технологий новых селекционных сортов (Щуклина и др., 2018). Сорт яровой тритикале Тимирязевская получен на базе РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева (авторы сорта: Соловьёв А. А., Дудников М. В., Рубан А. С., Князев А. Н., Гущин А. В.) в результате скрещивания первичной и вторичной форм гексаплоидной тритикале S2/к-1242//к-1185 и последующего индивидуального отбора. Сорт является достаточно короткостебельным (85–89 см), что придаёт ему устойчивость к полеганию, но при этом накапливает зелёную массу для применения в качестве корма, устойчив к фузариозу колоса. Зерно содержит 14,0–14,5% белка. Сорт успешно опробован в производственных условиях Московской и Орловской областей и будет передан на государственное сортоиспытание 2019 году (Щуклина и др., 2018).

Цель исследований — изучить вопросы формирования урожайности зерна и зелёной массы нового сорта яровой тритикале Тимирязевская в зависимости от доз азотных удобрений в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны.

Методика исследований. Комплексные исследования выполнены в полевом опыте в 2016–2018 годах на Полевой опытной станции РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева. Почва хорошо окультуренная, дерново-подзолистая среднесуглинистая со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса — 1,9%; подвижного Р₂О₅ — 283 мг/кг; обменного К₂О — 134 мг/кг; рН_КСl — 4,8. Объект исследований — тритикале яровая сорта Тимирязевская.

Повторность опыта трёхкратная, расположение вариантов рендомизированное. Учётная площадь опытной делянки — 5 м². Агротехника общепринятая для данной зоны.

Азотные удобрения вносились в виде аммиачной селитры (NH₄NO₃) согласно схеме опыта, в два срока: основное внесение — в предпосевную культивацию от 30 до 150 кг/га д.в. и подкормка — в дозе 30 и 60 кг/га д.в. в двух вариантах в фазу выхода в трубку. Внесение азотных удобрений осуществляли вручную.

Для решения поставленных задач использовали общепринятые методики полевых и лабораторных исследований в соответствии со следующими нормативными документами: 1. ГОСТ 54895-2012. Зерно. Методы определение натуры; 2. ГОСТ 10842-89. Зерно зерновых и бобовых культур и семена масличных культур. Метод определения массы 1000 зёрен или 1000 семян. Содержание белка и сырой клейковины в зерне определяли при помощи прибора «Спектран ИТ».

Закладку полевых опытов, проведение учётов и наблюдений осуществляли по общепринятым методикам. Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа (Доспехов. 1985).

Метеорологические условия в годы проведения исследований (2016–2018 годы) различались между собой по температурному режиму, количеству выпавших осадков, а также значительно отличались по их распределению по декадам и месяцам вегетационного периода яровой тритикале.

В 2016 году средняя температура за весь вегетационный период составила 16,4°С, что выше нормы на 2,2°С. Осадки выпадали неравномерно, практически полностью отсутствовали во время посева и всходов, а также в 3-ю декаду июня, критическую фазу развития — начало выхода в трубку, или 4-й этап органогенеза. Большое количество осадков во вторую декаду июля и вторую декаду августа в сочетании с повышенной температурой воздуха способствовало развитию болезней. В целом за весь период вегетации, с мая по август, ГТК составил 1,6. Но в июне, в период закладки продуктивного стеблестоя и зёрен в колосе, ГТК составил 0,9, что характеризует этот период как засушливый, что негативно сказалось на урожайности яровой тритикале.

1. ГТК за вегетационный период яровой тритикале (2016–2018 гг.)

Первая половина вегетационного периода яровой тритикале в 2017 году сопровождалась частыми и обильными осадками в сочетании с пониженными температурами. Средняя температура воздуха за вегетационный период 2017 года составила 13,5С°, что на 0,7С° ниже нормы. Осадков выпало 448 мм, что на 105 мм больше нормы. Крайне дождливыми оказались 1-я декада мая (37,2 мм), 3-я декада июня (68,4 мм), 1-я декада июля (56 мм) и 3-я декада августа (57,9 мм). ГТК Селянинова за рассматриваемый период был выше нормы во все месяцы, кроме августа. Отклонения от нормы составили в мае +0,7, в июне — +1,2, в июле — +0,6. Кроме того, период с 3-й декады июня по 2-ю декаду июля был очень увлажнённым, ГТК — 3,3. Влажная и прохладная погода в этот период хорошо повлияла на закладку цветков в колосе и их оплодотворение. Но следующий отрезок, с 3-й декады июля по 2-ю декаду августа, наоборот, был очень засушливым: ГТК составил 0,4. Резкий недостаток влаги в фазу молочной спелости крайне негативно сказался на условиях созревания зерна. Зерно в итоге быстро высыхало в колосьях, превращаясь в щуплые зерна, однако сами растения тритикале ещё были частично зелёными, что не позволяло приступить к уборке. Поэтому, когда со 2-й декады августа по 1-ю декаду сентября опять пошли обильные дожди, зерно начало прорастать на корню. Что ещё более негативно сказалось как на общей урожайности, так и на качестве зерна, вызвав снижение содержания белка и клейковины в 2 раза.

Метеорологические условия вегетационного периода 2018 года в целом были благоприятными для роста и развития яровой тритикале. Температура воздуха практически во все периоды вегетации, кроме 1-й декады июня, была выше среднемноголетних значений на 2–4ºС. Но осадки выпадали неравномерно. Во 2-й декаде мая и 3-й декаде июля осадки в 2 раза превышали среднемноголетние значения. В августе осадки практически полностью отсутствовали (ГТК — 0,3), с одной стороны, это отрицательно сказалось на окончании налива зерна, с другой, позволило без проблем убрать урожай. В результате более благоприятных погодных условий, без резких колебаний, была получена более высокая урожайность зерна и зелёной массы, чем в предыдущие годы.

Результаты исследований. Применение азотных удобрений, как и ожидалось, положительно отразилось на интенсивности роста и развития яровой тритикале сорта Тимирязевская, что, в свою очередь, отразилось на увеличении урожайности зерна (табл. 2) и зелёной массы в фазу молочной спелости (табл. 3).

Урожайность яровой тритикале без применения удобрений составила от 3,00 т/га в 2016 году до 4,36 т/га в более благоприятном 2018 году. Это говорит о высоком потенциале нового сорта Тимирязевская. Была отмечена высокая отзывчивость сорта на применение азотных удобрений. Внесение аммиачной селитры при посеве в дозе от 30 до 150 кг д.в./га позволило увеличить урожайность зерна на 8–85%. Внесение дробной дозы азотных удобрений увеличило урожайность зерна на 22–86%. Применение удобрений в дозе азота 30 кг д.в./га во все годы исследований не обеспечивало получение статистически достоверной прибавки урожая. Для получения высоких урожаев зерна на дерново-подзолистой почве применение 30 кг д.в./га является крайне маленькой дозой и зачастую приравнивается к вариантам без внесения удобрений.

1. Урожайность зерна яровой тритикале сорта Тимирязевская, т/га (2016–2018 гг.)

Оптимальная доза азота зависит от погодных условий года, но при этом она не должна составлять для этого сорта меньше, чем 120 кг д.в./га. Наибольшая урожайность в 2016 году получена при однократном применении удобрений в предпосевную культивацию в дозе 120 кг д.в./га: прибавка составила 2,26 т/га, или 75,2%, это говорит о том, что почвы плохо обеспечены азотом. Дробное применение азотных удобрений в условиях 2016 года позволило получить дополнительные 1,59–1,60 т/га. Но это было ниже, чем при однократном применении удобрений в дозе 120 кг д.в./га.

В 2017 году была отмечена наибольшая отзывчивость яровой тритикале на применяемые подкормки, возможно, это связано с повышенной влагообеспеченностью в течение вегетационного периода. Самым эффективным был вариант с дробным внесением азотных удобрений: 90 кг д.в./га — в предпосевную культивацию и 60 кг д.в./га — в фазу выхода в трубку. Прибавка составила 2,69 т/га. Эта прибавка, полученная при дробном внесении азотных удобрений, была самой высокой за весь период наблюдений. Прибавки, начиная с дозы N₆₀ и до N₁₅₀, составили от 58,3 до 85,2%.

В 2018 году урожайность зерна яровой тритикале была выше на 30% по сравнению с урожайностью, полученной в 2016 и 2017 годах, т.к. погодные условия складывались более благоприятно. Но эффект от применения азотных удобрений был самым низким и в целом по опыту составил от 17,7 до 49,1%.

Дробное применение азотных удобрений позволило получить самую большую прибавку. В варианте N₉₀ + N₆₀ прибавка была самой большой и составила 2,14 т/га, или 49,1%. В варианте N₉₀ + N₃₀ эффективность была несколько ниже: прибавка составила 2,04 т/га.

В среднем за годы исследований вариант с дробным внесением азотных удобрений (в дозе 90 кг д.в./га — в предпосевную культивацию и 60 кг д.в./га — в фазу выхода в трубку) был наиболее продуктивным. Урожайность зерна в этом варианте составила от 4,60 в 2016 году до 6,5 т/га в 2018 году, что в среднем составило 61,3%. Применение 90 кг д.в./га азота в предпосевную культивацию в виде аммиачной селитры позволяет создать благоприятный питательный режим для полной реализации потенциала сорта, а дополнительное внесение 60 кг д.в./га азота в фазу выхода в трубку позволяет растениям сохранить набранный темп и получить высокий урожай зерна.

В связи с перспективами развития животноводства необходимо иметь универсальные сорта, которые наряду с высокой урожайностью зерна могут применяться и для получения зелёной массы, обладающей высокой питательной ценностью.

Сорт яровой тритикале Тимирязевская за период исследований имел высоту от 81,3 см без применения удобрений до 92,8 см с применением удобрений в дозе азота 150 кг д.в./га. Применение высоких доз азотных удобрений, даже в 2017 году с повышенной влагообеспеченностью, не приводило к полеганию растений, т.к. сорт имеет прочную соломину. Продуктивная кустистость (1,6–1,7), хорошая облиственность и крупный колос позволяют получать высокий урожай зелёной и сухой массы в фазу молочной спелости.

Сорт яровой тритикале Тимирязевская в разные по метеорологическим условиям годы без применения азотных удобрений имел урожайность зелёной массы 26,2–31,4 т/га (табл. 3). Внесение азотных удобрений позволило получить дополнительные 6,2–7,5 т/га. Наибольшая урожайность зелёной массы была отмечена в 2018 году: 36,0–37,5 т/га, начиная с дозы 90 кг д.в./га. Однако самый высокий эффект от применения удобрений наблюдался в 2017 году: 33,1%, или 8,67 т/га, было получено дополнительно при применении 150 кг д.в./га. Этот же вариант стал лучшим по средней урожайности за 3 года — 35,15 т/га.

1. Урожайность зелёной и сухой массы яровой тритикале сорта Тимирязевская в фазу молочной спелости, т/га (2016–2018 гг.)

Урожайность сухой массы имела более стабильный характер, не сильно зависела от влагообеспеченности года и в среднем составила 12,09–14,01 т/га, при этом был отмечен значительный эффект применения азотных удобрений в дозе от 90 кг д.в./га. При этом в 2016 году прибавка от применения азотных удобрений (0,13–1,72 т/га) была статистически недостоверной, что, скорее всего, связано с неравномерностью осадков и пониженными температурами вегетационного периода. Значительная прибавка от применения удобрений была отмечена в 2017 году: от 2,09 т/га в варианте N₆₀ до 3,95 т/га в варианте N₁₅₀. В среднем за 3 года самым эффективным приёмом было внесение в предпосевную культивацию 150 кг д.в./га азота благодаря увеличению общей и продуктивной кустистости и формированию достаточно высоких растений.

Заключение. При возделывании яровой тритикале сорта Тимирязевская на дерново-подзолистых почвах в Центральном районе Нечернозёмной зоны с целью получения высоких и стабильных урожаев зерна и зелёной массы рекомендуется применение высоких доз азотных удобрений, составляющих в зависимости от плодородия почвы не менее 90 кг. д.в./га азота. Наибольшую эффективность для получения высокой урожайности зерна имел приём по внесению дробной дозы азотных удобрений (90 кг д.в./га азота — в предпосевную культивацию в виде аммиачной селитры и подкормка 60 кг д.в./га азота — в фазу выхода в трубку) — 5,63 т/га. Для хорошего наращивания зелёной и сухой массы необходимо внесение высокой стартовой дозы азотных удобрений — 150 кг. д.в./га азота. В наших исследованиях этот приём позволил получить 35,2 т/га зелёной и 14,01 т/га сухой массы.

Литература

1. Близнюк Д. Закрепить достижения / Д. Близнюк // Агробизнес. — 2015. — № 1 (29). — С.29–31.
2. Василенко И. И. Оценка качества зерна / И. И. Василенко, В. И. Комаров. – М.: Агропромиздат, 1987. — 208 с.
3. ГОСТ 54895-2012. Зерно. Методы определение натуры.
4. ГОСТ 10842-89. Зерно зерновых и бобовых культур и семена масличных культур. Метод определения массы 1000 зёрен или 1000 семян.
5. Грабовец А. И. Селекция озимых зерновых тритикале на Дону / А. И. Грабовец // Тритикале России. — Ростов-на-Дону, 2000. — С.132.
6. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. — М., 1985. — 352 с.
7. Кирилов М. П. Кормовые ресурсы животноводства. Классификация, состав и питательность кормов / М. П. Кирилов, Н. Г. Первов, А. С. Аникин. — М.: Росинформагротех, 2009. — 404 с.
8. Мережко А. Ф. Вировская коллекция тритикале и её значение для российской селекции / А. Ф. Мережко. — Ростов-на-Дону, 2000. — С.29–34.
9. Словцов Р.  И. Влияние азотных подкормок на продуктивность и кормовую ценность зерна и зелёной массы озимой тритикале / Р. И. Словцов // Кормопроизводство. — 2015. — № 5. — С.27–31.
10. Triticale. A. Promising addition to the worlds Cereal Grains. Vol. 124. — Washington: National Academy Press,1989.
11. Щуклина О. А. Влияние метеорологических условий и агротехнических приёмов на урожайность и качество зерна яровой тритикале в условиях ЦРНЗ / О. А. Щуклина, Е. С. Энзекрей, А. Д. Анохин // Тритикале: материалы конференции. — Ростов-на-Дону, 2018. — С.226–231.

Grain and green mass productivity of new spring triticale variety “Timiryazevskaya” as affected by different rates of nitrogen fertilizers in the Central Non-Chernozem region

Abdelaal Kh. K.¹

Enzekrey E. S.²

Soloviev A. A.², Dr. Biol. Sc.

Shchuklina O. A.², PhD Agr. Sc.

Gradskov S. M.², PhD Agr. Sc.

Zavgorodniy S. V.²

¹Russian Timiryazev State Agrarian University, department of Crop Production and Grassland Ecosystems

127550, Russia, Moscow, Listvennichnaya alleya, 3

E-mail: h.kamal2007@gmail.com

²Leading Botanical Garden n. a. N. V. Tsitsin, department of Interspecific Hybridization

127276, Russia, Moscow, Botanicheskaya str., 4

E-mail: oashuklina@gmail.com

The paper deals with the influence of various rates of nitrogen fertilizers on grain and green mass productivity of new spring triticale variety “Timiryazevskaya”. Investigations took place at the Field Experimental Station of Russian Timiryazev State Agrarian University (Moscow) in 2016–2018. The data obtained showed that “Timiryazevskaya” required intensive cultivation and responded well to high rates of nitrogen fertilizers as well as split fertilizing. Application of N₉₀ as ammonia nitrate before crop seeding and topdressing by N₆₀ at stem elongation stage resulted in 5.63 t ha^-1 of grain yield. Increase in green and dry mass yields demanded high rates of N (150 kg ha^-1). It led to 35.2 t ha^-1 of green mass and 14.01 t ha^-1 of dry mass.

Keywords: spring triticale, nitrogen nutrition, grain quality, green mass, dry mass, productivity, fertilizer, yield, ammonia nitrate.

References

1. Bliznyuk D. Zakrepit dostizheniya / D. Bliznyuk // Agrobiznes. — 2015. — No. 1 (29). — P.29–31.

2. Vasilenko I. I. Otsenka kachestva zerna / I. I. Vasilenko, V. I. Komarov. – Moscow: Agropromizdat, 1987. — 208 p.

3. GOST 54895-2012. Zerno. Metody opredelenie natury.

4. GOST 10842-89. Zerno zernovykh i bobovykh kultur i semena maslichnykh kultur. Metod opredeleniya massy 1000 zeren ili 1000 semyan.

5. Grabovets A. I. Selektsiya ozimykh zernovykh tritikale na Donu / A. I. Grabovets // Tritikale Rossii. — Rostov-na-Donu, 2000. — P.132.

6. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy) / B. A. Dospekhov. — Moscow, 1985. — 352 p.

7. Kirilov M. P. Kormovye resursy zhivotnovodstva. Klassifikatsiya, sostav i pitatelnost kormov / M. P. Kirilov, N. G. Pervov, A. S. Anikin. — Moscow: Rosinformagrotekh, 2009. — 404 p.

8. Merezhko A. F. Virovskaya kollektsiya tritikale i ee znachenie dlya rossiyskoy selektsii / A. F. Merezhko. — Rostov-na-Donu, 2000. — P.29–34.

9. Slovtsov R.  I. Vliyanie azotnykh podkormok na produktivnost i kormovuyu tsennost zerna i zelenoy massy ozimoy tritikale / R. I. Slovtsov // Kormoproizvodstvo. — 2015. — No. 5. — P.27–31.

10. Triticale. A. Promising addition to the worlds Cereal Grains. Vol. 124. — Washington: National Academy Press,1989.

11. Shchuklina O. A. Vliyanie meteorologicheskikh usloviy i agrotekhnicheskikh priemov na urozhaynost i kachestvo zerna yarovoy tritikale v usloviyakh TsRNZ / O. A. Shchuklina, E. S. Enzekrey, A. D. Anokhin // Tritikale: materialy konferentsii. — Rostov-na-Donu, 2018. — P.226–231.