Влияние интенсификации фона возделывания на элементы продуктивности яровой пшеницы в подтаёжной зоне Красноярского края

УДК 633.11

Влияние интенсификации фона возделывания на элементы продуктивности яровой пшеницы в подтаёжной зоне Красноярского края

Келер В. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Шрам Н. В.

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет», Институт агроэкологических технологий

660049, Россия, г. Красноярск, пр-т Мира, д. 90

E-mail: vica_kel@mail.ru

В статье приведены результаты исследования роли интенсификации фонов возделывания в формировании продуктивности и структуры урожая яровой пшеницы сортов Новосибирская 31, Новосибирская 41, Новосибирская 15 и Алтайская 75 в подтаёжной зоне Красноярского края в 2020–2022 годах. Определена степень влияния парового звена севооборота при использовании полного спектра современных средств защиты и удобрения на элементы структуры урожая мягкой яровой пшеницы и их варьирование. Установлен фон возделывания, оказывающий наибольшее положительное влияние на формирование продуктивности культуры. В условиях подтаёжной зоны Красноярского края при интенсификации парового звена севооборота такие элементы продуктивности, как длина главного растения, длина колоса и количество колосков в колосе у исследуемых сортов яровой пшеницы, изменялись в слабых и средних пределах. Коэффициент их вариации составлял от 2–6 до 16–17%. Лучше всего в данной зоне поддавались интенсификации такие показатели, как продуктивная кустистость (Сv — 14–38%) и количество зёрен в колосе (Сv — 11–28%). На данные показатели положительно влиял контроль фитосанитарного состояния посевов с помощью гербицидов, инсектицидов и фунгицидов. Сорта яровой мягкой пшеницы Алтайская 75 и Новосибирская 41 при применении пестицидов и аммиачной селитры могут увеличивать озернённость колоса в 2 раза (на 17,7 шт.), а количество колосков в колосе — в 1,5 раза (на 5,7 шт.). Сорта Новосибирская 15 и Новосибирская 31 при применении азотных удобрений и полного комплекса средств защиты повышали продуктивную кустистость с 1,1 до 2,2.

Ключевые слова: пшеница, пестициды, гербициды, фунгициды, инсектициды, сорт, удобрения, предшественники, Triticum aestivum L., структура урожая.

В современном сельском хозяйстве сорт — основа интенсивных и энергосберегающих технологий производства продукции растениеводства (Стрижова, 2009; Ghosh, 2021). За последние годы значительно расширился набор методов, применяемых при создании сортов. Это обеспечило дальнейшее развитие селекции как науки и обусловило значительное увеличение и обновление сортовых ресурсов (Кошелев, 2012; Sharma, 2020). Новые сорта получают официальное признание ввиду их преимущества в сравнении с соответствующими стандартами по количеству или качеству получаемой продукции либо по агрономическим показателям растений, включая невосприимчивость к болезням, вредителям, а также по другим ведущим признакам и свойствам, обеспечивающим совершенствование технологичности сорта (Дмитриев, 2007; Zulfiqar, 2021). В связи с вышесказанным можно утверждать, что анализ реакции современного сортимента яровой пшеницы на средства интенсификации по продуктивности является, безусловно, актуальным (Крючков, 2012; Mancipe-Munoz, 2021).

Цель данного исследования заключалась в изучении роли интенсификации технологии возделывания в формировании продуктивности и структуры урожая яровой пшеницы сортов Новосибирская 15, Новосибирская 31, Новосибирская 41 и Алтайская 75 в зоне подтайги Красноярского края.

Задачи, поставленные в ходе проведения исследований:

1. определить влияние интенсификации парового звена севооборота на элементы структуры урожая мягкой яровой пшеницы и их варьирование;

2. установить фон возделывания, оказывающий наибольшее положительное влияние на формирование продуктивности культуры.

Методика исследований. Экспериментальная часть работы проводилась в 2020–2022 годах на базе ООО «Мокрый ельник» в Дзержинском районе Красноярского края.

В качестве объектов исследования рассматривались сорта мягкой яровой пшеницы Новосибирская 15, Новосибирская 31, Новосибирская 41 и Алтайская 75, включённые в Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенные к возделыванию в Красноярском крае.

ООО «Мокрый ельник», где был заложен опыт, находится в подтаёжной зоне Красноярского края. Общая площадь опытной делянки — 12 м2, учётная — 10 м2, повторность четырёхкратная. Почва данного стационара серая лесная, достаточно обеспеченная подвижным фосфором и калием, рН — 6,8. Норма высева пшеницы составила 6,0 млн всхожих семян на 1 га. Перед посевом проведено протравливание семян препаратом «Оплот» при расходе рабочей жидкости 10 л/т. В качестве удобрения под предпосевную культивацию применяли аммиачную селитру в дозе 70 кг д.в. азота на 1 га.

В течение вегетации посевы обрабатывались современными средствами защиты: «Пума Супер 100, КС» — 0,6 л/га; «Прозаро Квантум, КЭ» — 0,6 л/га; «Децис Эксперт, КЭ» — 0,125 л/га; «Ультромаг Профи» — 2 л/га.

Фенологические наблюдения, оценку и учёты проводили в соответствии с «Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур». Для решения поставленных в исследовании задач материалы полевых опытов и лабораторных анализов были обработаны методами математической статистики с помощью стандартного пакета Excel.

Результаты исследований. В результате оценки элементов структуры урожая установлено, что продуктивная кустистость варьировалась от 1,0 при паровом предшественнике без интенсификации у сорта Новосибирская 15 до 2,2 при использовании полного комплекса пестицидов (рис. 1). Наибольшее влияние применения изучаемых элементов технологии было на продуктивную кустистость у сортов Новосибирская 15 и Новосибирская 31.

Рис. 1. Варьирование продуктивной кустистости различных сортов яровой мягкой пшеницы в зависимости от применения элементов интенсификации

Необходимо отметить, что применение одних азотных удобрений несущественно увеличивало показатель — всего на 0,1–0,2 ед. Связано это с увеличением засорённости посевов и угнетением культурных растений (Zheng, 2016; Keler, 2020).

Рис. 2. Варьирование длины главного растения различных сортов яровой мягкой пшеницы в зависимости от применения элементов интенсификации, см

Как видно из рис. 2, длина главного растения варьировалась незначительно — от 86,7 до 104,5 см. Наибольшего значения она достигала при максимальной оздоровлённости сорта Новосибирская 41 (104,5 см). Однако это, скорее, отрицательный эффект, так как длинные стебли более склонны к полеганию, неизбежному при неблагоприятных осенних метеоусловиях в условиях Сибири (Келер, 2004).

Длина главного колоса изменялась в пределах 5,8–9,4 см (рис. 3). Было установлено, что у сортов Новосибирская 41 и Алтайская 75 этот показатель изменялся наиболее слабо. Можно предположить, что он обладает генетической стабильностью, внесение удобрений и применение средств защиты растений у данных сортов его не увеличивают (Gilden, 2010; Hossard, 2014).

Рис. 3. Варьирование длины главного колоса различных сортов яровой мягкой пшеницы в зависимости от применения элементов интенсификации, см

Сорт Новосибирская 31 как при внесении удобрений, так и при применении СЗР увеличивал длину главного колоса на 1,3 см (на 18,8%). Использование комплекса мер показало примерно такие же результаты, поэтому при финансовой напряжённости в хозяйстве можно сделать выбор в пользу пестицидов для контроля над численностью патогенов и сорной растительности (Nawaz, 2020; Russell, 2020).

У сорта Новосибирская 15 при применении полного комплекса средств защиты отмечалось увеличение колоса на 2,3 см (на 39,7%). Внесение удобрений такого эффекта не оказывало.

Количество колосков в колосе во всех вариантах опыта находилось в пределах 10,1–16,2 шт. (рис. 4) Больше всего колосков в колосе сформировалось у сорта Алтайская 75 при применении средств химической защиты (16,2 шт.), а меньше всего — у сорта Новосибирская 15 без интенсификации (10,1 шт.). Было установлено, что сорт Алтайская 75 увеличивал количество колосков в колосе в 1,5 раза относительно контроля.

Рис. 4. Варьирование количества колосков в колосе различных сортов яровой мягкой пшеницы в зависимости от применения элементов интенсификации, шт.

Количество зёрен в колосе является признаком, варьирующимся в широких пределах (от 15,6 до 34,8 шт.) (рис. 5).

Существенный прирост количества зёрен у пшеницы сорта Новосибирская 15 зафиксирован при всех вариантах интенсификации, более чем на 6 зёрен возрастала озернённость и при внесении пестицидов, и при применении удобрений как порознь, так и комплексно.

При применении средств защиты сорт Новосибирская 41 увеличивал количество зёрен почти в 1,5 раза (на 9 шт.), что повлекло за собой и повышение урожайности. Максимальное количество зёрен у этого сорта достигалось применением комплекса мер.

Было установлено, что у сорта Алтайская 75 количество зёрен в колосе увеличивалось в 2 раза при внесении удобрений (на 18 шт.), при применении пестицидов и данных мер в комплексе — на 95,3%. Следовательно, урожайность зерна у изученного сорта при применении элементов интенсификации может увеличиться также в 2 раза.

Рис. 5. Варьирование количества зёрен в колосе у яровой мягкой пшеницы в зависимости от применения элементов интенсификации, шт.

Двухвыборочный t-тест показал, что между вариантами «чистый пар» и «интенсификация» у сортов Новосибирская 15, Новосибирская 31, Новосибирская 41 и Алтайская 75 обнаружены статистически достоверные (p<0,01 и p<0,001) различия между всеми элементами интенсификации с продуктивной кустистостью и количеством зёрен в колосе. Сорт Алтайская 75 также достоверно увеличивал и количество колосков в колосе при использовании комплекса современных средств защиты.

Заключение. В условиях подтаёжной зоны Красноярского края при интенсификации парового звена севооборота такие элементы продуктивности, как длина главного растения, длина колоса и количество колосков в колосе у исследуемых сортов яровой пшеницы, изменялись в слабых и средних пределах. Коэффициент их вариации составлял от 2–6 до 16–17%. Лучше всего в данной зоне поддавались интенсификации такие показатели, как продуктивная кустистость (V — 14–38%) и количество зёрен в колосе (V — 11–28%). На данные параметры положительно влиял контроль фитосанитарного состояния посевов с помощью гербицидов, инсектицидов и фунгицидов. Сорта яровой мягкой пшеницы Алтайская 75 и Новосибирская 41 при применении пестицидов и аммиачной селитры могут увеличивать озернённость колоса в 2 раза (на 17,7 шт.), а количество колосков в колосе — в 1,5 раза (на 5,7 шт.). Сорта Новосибирская 15 и Новосибирская 31 при внесении азотных удобрений и полного комплекса средств защиты повышали продуктивную кустистость с 1,1 до 2,2.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Краевого государственного автономного учреждения «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» в рамках выполнения научных исследований и разработок по проекту № 2022030308327 «Паспортизация и разработка агротехнологий для реализации потенциальной урожайности наилучшего качества новых и перспективных сортов яровой пшеницы по почвенно-климатическим зонам Красноярского края».

Литература

1. Дмитриев В. Е. Интенсификация агротехнологических приёмов при выращивании яровой пшеницы в Восточной Сибири / В. Е. Дмитриев, В. В. Келер // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. — 2007. — № 7 (175). — С.5–10. EDN IAACCR.

2. Келер В. В. Роль экологических и сортовых особенностей в формировании технологических качеств зерна яровой пшеницы в лесостепи Красноярского края: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 03.00.16. — Красноярск, 2004. — 20 с. EDN NHRRXH.

3. Кошеляев В. В. Сортовой потенциал яровой мягкой пшеницы и ячменя в условиях Пензенской области / В. В. Кошеляев, И. П. Кошеляева, С. М. Кудин // Нива Поволжья. — 2012. — № 1 (22). — C.17–21.

4. Крючков А. Г. Реакция различных сортов яровой мягкой пшеницы на приёмы обработки почвы в Оренбургском Предуралье / А. Г. Крючков, Г. С. Баева // Известия Оренбургского ГАУ. — 2012. — Т. 3. — № 1 (35). — C.41–44.

5. Стрижова Ф. М. Реакция сортов яровой мягкой пшеницы на различные условия произрастания / Ф. М. Стрижова, Ю. Н. Титов, В. М. Стрижов. — Барнаул, 2009. — 150 с.

6. Gilden R.C. Pesticides and Health Risks / R. C. Gilden, K. Huffling, B. Sattler // Journal of Obstetric, Gynecologic & Neonatal Nursing. — 2010. — No. 39 (1). — P.103–10.

7. Conservational Tillage and Weed Management Practices Enhance Farmers Income and System Productivity of Rice–Wheat Cropping System in Central India / D. Ghosh, C. R. Chethan, S. Chander et al. // Agric. Res. — 2021. Doi: org/10.1007/s40003-020-00508-w.

8. Estimating the development of ecotoxicological pressure on water systems from pesticides in Finland / L. Hossard, A. Philibert, M. Bertrand, C. Colnenne-David, P. Debaeke, N. Munier-Jolain, M. H. Jeuffroy, G. Richard, D. Makowski // 2000–2011 Sci. Rep. — 2014. — No. 4. — P.4405.

9. Keler V. V. Pesticides effect on the quantity and quality of gluten in spring wheat / V. V. Keler, O. V. Martynova, T. G. Ovchinnikova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies, Volgograd, Krasnoyarsk, 18–20 june, 2020 g. / Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. – Volgograd, Krasnoyarsk: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. — P.52036. Doi: 10.1088/1755-1315/548/5/052036. – EDN MMAZRW.

10. Productivity and nutritional value of barley and wheat forage from Colombian’s highlands / E. A. Mancipe-Munoz, J. E. Vasquez-Venegas, J. Castillo-Sierra, R. E. Ortiz-Cuadros, Y. Avellaneda-Avellaneda, J. D. Vargas-Martines // Аgronomia mesoamericana. — 2021. — Vol. 32. — Is. 1. — P.271–292. Doi: 10.15517/am.v32i1.40465.

11. Аssessment of cropping system productivity, profitability and economic efficiency of wheat / M. Nawaz, S. A. Anjum, U. Ashraf, I. Khan, S. Hussain, A. Zohaib, Y. Hubiao, W. Zhiyong // Journal of animal and plant sciences. — 2020. — Vol. 30. — Is. 2. — P.467–474. Doi: 10.36899/JAPS.2020.2.0041.

12. Russell B. Trait and Management System Selection to Improve Soft-Red Winter Wheat Productivity in the Eastern United States / B. Russell, C. Guzman, M. Mohammadi // Frontiers in plant sciencе. — 2020. — Vol. 11. Doi: 10.3389/fpls.00335.

13. Effects of sowing dates and weed management on productivity of irrigated wheat (Triticum aestivum) / N. Sharma, A. Kumar, B. Sharma, L. Chand, V. Sharma, M. Kumar // Indian journal of agricultural sciences. — 2020. — Vol. 90. — Is. 3. — P.556–559.

14. Distribution and risk assessment of 82 pesticides in Jiulong River and estuary in South China / S. Zheng, B. Chen, X. Qiu, M. Chen, Z. Ma, X. Yu // Chemosphere. — 2016. — No. 144. — P.1177–92.

15. Zulfiqar U. Manganese Supply Improves Bread Wheat Productivity, Economic Returns and Grain Biofortification under Conventional and No Tillage Systems / U. Zulfiqar, S. Hussain, M. Ishfaq // Agriculture. — 2021. — No. 11. — P.142. Doi: org/10.3390/agriculture11020142.

The effect of background intensification on spring wheat productivity in the sub-boreal forest region of the Krasnoyarsk Territory

Keler V. V., PhD Agr. Sc.

Shram N. V.

Krasnoyarsk State Agrarian University, Institute of Agroecological Technologies

660049, Russia, Krasnoyarsk, Mira prospekt, 90

E-mail: vica_kel@mail.ru

This article reports on the effect of background intensification on spring wheat productivity. Such varieties as Novosibirskaya 31, Novosibirskaya 41, Novosibirskaya 15, and Altayskaya 75 were tested in the sub-boreal forest region of the Krasnoyarsk Territory in 2020–2022. The impact of fallow element was analyzed when using the full spectrum of the latest pesticides and fertilizers. A background was optimized such that affected wheat productivity the best. Plant height, head length and spikelet number in an ear varied insignificantly under the background intensification. Their variation coefficient (Cv) — from 2–6 to 16–17%. Tilling capacity and grain number in a head better responded to intensification —Сv = 14–38% and Сv = 11–28%, respectively. Applications of herbicides, insecticides and fungicides positively affected the above-mentioned traits. Altayskaya 75 and Novosibirskaya 41 were able to increase grain number in a head by 2 times (17.7 pcs) after the application of pesticides and ammonium nitrate, spikelet number — by 1.5 times (5.7 pcs). Tilling capacity of Novosibirskaya 15 and Novosibirskaya 31 grew from 1.1 to 2.2 under nitrogen fertilization and pesticides.

Keywords: wheat, pesticide, herbicide, fungicide, insecticide, variety, fertilizer, forecrop, Triticum aestivum L., yield structure.

References

1. Dmitriev V. E. Intensifikatsiya agrotekhnologicheskikh priemov pri vyrashchivanii yarovoy pshenitsy v Vostochnoy Sibiri / V. E. Dmitriev, V. V. Keler // Sibirskiy vestnik selskokhozyaystvennoy nauki. — 2007. — No. 7 (175). — P.5–10. EDN IAACCR.

2. Keler V. V. Rol ekologicheskikh i sortovykh osobennostey v formirovanii tekhnologicheskikh kachestv zerna yarovoy pshenitsy v lesostepi Krasnoyarskogo kraya: avtoref. dis. … kand. s.-kh. nauk: 03.00.16. — Krasnoyarsk, 2004. — 20 p. EDN NHRRXH.

3. Koshelyaev V. V. Sortovoy potentsial yarovoy myagkoy pshenitsy i yachmenya v usloviyakh Penzenskoy oblasti / V. V. Koshelyaev, I. P. Koshelyaeva, S. M. Kudin // Niva Povolzhya. — 2012. — No. 1 (22). — P.17–21.

4. Kryuchkov A. G. Reaktsiya razlichnykh sortov yarovoy myagkoy pshenitsy na priemy obrabotki pochvy v Orenburgskom Predurale / A. G. Kryuchkov, G. S. Baeva // Izvestiya Orenburgskogo GAU. — 2012. — Vol. 3. — No. 1 (35). — P.41–44.

5. Strizhova F. M. Reaktsiya sortov yarovoy myagkoy pshenitsy na razlichnye usloviya proizrastaniya / F. M. Strizhova, Yu. N. Titov, V. M. Strizhov. — Barnaul, 2009. — 150 p.

6. Gilden R.C. Pesticides and Health Risks / R. C. Gilden, K. Huffling, B. Sattler // Journal of Obstetric, Gynecologic & Neonatal Nursing. — 2010. — No. 39 (1). — P.103–10.

7. Conservational Tillage and Weed Management Practices Enhance Farmers Income and System Productivity of Rice–Wheat Cropping System in Central India / D. Ghosh, C. R. Chethan, S. Chander et al. // Agric. Res. — 2021. Doi: org/10.1007/s40003-020-00508-w.

8. Estimating the development of ecotoxicological pressure on water systems from pesticides in Finland / L. Hossard, A. Philibert, M. Bertrand, C. Colnenne-David, P. Debaeke, N. Munier-Jolain, M. H. Jeuffroy, G. Richard, D. Makowski // 2000–2011 Sci. Rep. — 2014. — No. 4. — P.4405.

9. Keler V. V. Pesticides effect on the quantity and quality of gluten in spring wheat / V. V. Keler, O. V. Martynova, T. G. Ovchinnikova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies, Volgograd, Krasnoyarsk, 18–20 june, 2020 g. / Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. – Volgograd, Krasnoyarsk: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. — P.52036. Doi: 10.1088/1755-1315/548/5/052036. – EDN MMAZRW.

10. Productivity and nutritional value of barley and wheat forage from Colombian’s highlands / E. A. Mancipe-Munoz, J. E. Vasquez-Venegas, J. Castillo-Sierra, R. E. Ortiz-Cuadros, Y. Avellaneda-Avellaneda, J. D. Vargas-Martines // Аgronomia mesoamericana. — 2021. — Vol. 32. — Is. 1. — P.271–292. Doi: 10.15517/am.v32i1.40465.

11. Аssessment of cropping system productivity, profitability and economic efficiency of wheat / M. Nawaz, S. A. Anjum, U. Ashraf, I. Khan, S. Hussain, A. Zohaib, Y. Hubiao, W. Zhiyong // Journal of animal and plant sciences. — 2020. — Vol. 30. — Is. 2. — P.467–474. Doi: 10.36899/JAPS.2020.2.0041.

12. Russell B. Trait and Management System Selection to Improve Soft-Red Winter Wheat Productivity in the Eastern United States / B. Russell, C. Guzman, M. Mohammadi // Frontiers in plant sciencе. — 2020. — Vol. 11. Doi: 10.3389/fpls.00335.

13. Effects of sowing dates and weed management on productivity of irrigated wheat (Triticum aestivum) / N. Sharma, A. Kumar, B. Sharma, L. Chand, V. Sharma, M. Kumar // Indian journal of agricultural sciences. — 2020. — Vol. 90. — Is. 3. — P.556–559.

14. Distribution and risk assessment of 82 pesticides in Jiulong River and estuary in South China / S. Zheng, B. Chen, X. Qiu, M. Chen, Z. Ma, X. Yu // Chemosphere. — 2016. — No. 144. — P.1177–92.

15. Zulfiqar U. Manganese Supply Improves Bread Wheat Productivity, Economic Returns and Grain Biofortification under Conventional and No Tillage Systems / U. Zulfiqar, S. Hussain, M. Ishfaq // Agriculture. — 2021. — No. 11. — P.142. Doi: org/10.3390/agriculture11020142.

Обсуждение закрыто.