Особенности формирования урожая и качества зерна озимой тритикале сорта Валентин в зависимости от уровня азотного питания и применения регуляторов роста (стр. 1 )

На правах рукописи

МУРАВЬЕВА Александра Геннадьевна

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ СОРТА ВАЛЕНТИН В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ УРОВНЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ

РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА

Специальность 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва-2013

Работа выполнена на кафедре растениеводства и луговых экосистем ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени »

Научный руководитель: ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Учебно-опытный почвенно-экологический центр МГУ имени , ведущий научный сотрудник

,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

государственное научное учреждение, «Всероссийский НИИ агрохимии» (ГНУ ВНИИА), заведующий лабораторией агрохимического обеспечения

координационного земледелия

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка»

Защита диссертации состоится « 4 » июня 2013 г. в «1430» часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при ФГБОУ ВПО «РГАУ - МСХА имени » , тел./

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГБОУ ВПО «РГАУ - МСХА имени »

Автореферат разослан « 26 » апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из путей повышения производства высококачественного продовольственного и кормового зерна является более полное использование потенциала новой зерновой культуры – озимой тритикале, в которой удачно сочетаются, высокая экологическая пластичность ржи с урожайностью и качеством пшеницы. В практике наиболее перспективным направлением остаётся использование минеральных удобрений и регуляторов роста, применение которых должно быть экономически выгодным, экологически целесообразным и быстроразвивающимся направлением интенсификации в условиях современного сельского хозяйства. Максимальная реализация потенциала сорта происходит за счет увеличения ассимиляции и активности фотосинтеза и увеличения коэффициента использования азотных удобрений ( и др., 1999; Stankiewicz Cz. et al., 2000; и др., 2006; , 2009 и др.). Однако многие вопросы, касающиеся повышения эффективности комплексного действия минеральных удобрений и регуляторов роста на посевах озимой тритикале, возделываемой в условиях Центрального региона Нечерноземной зоны, недостаточно изучены.

В связи с этим изучение продуктивности озимой тритикале сорта Валентин и её отзывчивости на проведение дробных подкормок азотными удобрениями, рассчитанных на получение планируемых урожаев, и обработки посевов регуляторами роста являются актуальными.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - определить влияние уровня азотного питания и действия обработки посевов регуляторами роста на урожайность и качество зерна нового перспективного сорта озимой тритикале Валентин в условиях Центрального региона Нечерноземной зоны.

Для осуществления поставленной цели решались следующие задачи:

- изучить влияние возрастающих доз азотных удобрений на морфофизиологические показатели, фотосинтетическую деятельность, продуктивность и урожайность озимой тритикале нового перспективного сорта Валентин;

- определить уровень реализации потенциала сорта по урожайности зерна в зависимости от уровня азотного питания, доз и сроков обработки посевов регуляторами роста Моддус и ЦеЦеЦе 750;

- изучить вынос элементов минерального питания с урожаем озимой тритикале;

- выявить эффективность использования и окупаемость азотных удобрений в зависимости от доз внесения, рассчитанных на разный уровень планируемой урожайности и сроков обработки регуляторами роста;

- дать экономическую и энергетическую оценку изучаемых факторов.

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве проведены исследования по изучению особенностей формирования урожаев нового перспективного сорта Валентин, определена продуктивность и уровень реализации потенциала сорта, энергетическая и экономическая эффективность возделывания озимой тритикале при уровнях минерального питания, рассчитанных на планируемый урожай зерна 5, 7, 9 и 11 т/га и обработки посевов регуляторами роста Моддус и ЦеЦеЦе 750, которые ранее не изучались на посевах озимой тритикале в указанной зоне.

Установлено, что увеличение доз азотных удобрений при дробном внесении и обработка посевов регулятором роста Моддус в фазу кущения способствуют увеличению урожайности (до 85%) и повышают содержание белка и клейковины в зерне.

Практическая значимость работы. Результаты исследований позволяют рекомендовать производству при возделывании озимой тритикале сорта Валентин применение дробного внесения расчетных доз азотных удобрений (50% в период отрастания + 25% в фазу выхода в трубку и 25% в фазу колошения) на планируемую урожайность зерна 7 т/га с учетом предшественника и плодородия почвы. В целях повышения устойчивости посевов озимой тритикале к неблагоприятным абиотическим факторам внешней среды необходимо проводить обработку посевов в межфазный период «кущение – выход в трубку» регуляторами роста Моддус - расход препарата 0,4 л/га, ЦеЦеЦе 750 – 1,5 л/га, расход рабочего раствора 300 л/га.

Определенную значимость представляют результаты исследований качества зерна для зерноперерабатывающих предприятий, так как при внесении азотных удобрений содержание белка в зерне увеличивалось с 12,0% до 15,8 %, а клейковины на 4,0-6,6 %.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности роста и развития озимой тритикале сорта Валентин в зависимости от уровня азотного питания, сроков обработки регуляторами роста, метеорологических условий гг.;

- продуктивность и качество зерна озимой тритикале в зависимости от уровня азотного питания и сроков обработки регулятором роста Моддус;

- потребление питательных веществ растениями озимой тритикале, окупаемость азотных удобрений;

- формирование урожайности озимой тритикале в зависимости от доз применения регуляторов роста;

энергетическая и экономическая оценка использования азотных удобрений и регуляторов роста.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международной научной конференции молодых ученых и специалистов (Москва, 2011 г.). По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Реализация исследований. Результаты исследований реализованы в ООО "АгроИнвест" Щёкинского района Тульской области на площади 26 га, урожайность зерна озимой тритикале при внесении аммиачной селитры в количестве 250 кг/га и применении регулятора роста Моддус (расход препарата 0,4 л/га, расход рабочего раствора 300 л/га) составила 4,8 т/га, прибавка по сравнению с контролем 2,4 т/га.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству, содержит 30 таблиц и 13 рисунков, 10 приложений. Библиографический список использованной литературы включает 207 наименований, в том числе 71 на иностранных языках.

Автор выражает искреннюю благодарность за методическую помощь научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, профессору , кандидату сельскохозяйственных наук, доценту , а также сотрудникам кафедры растениеводства и луговых экосистем, полевой опытной станции за содействие в проведении исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в трех полевых опытах ( гг.) на Полевой опытной станции РГАУ–МСХА имени . Объект исследований – сорт озимой тритикале Валентин селекции РГАУ-МСХА имени .

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая. Глубина пахотного слоя 22-25 см. Содержание гумуса 1,9-2,2% (по Тюрину), легкогидролизуемого азота 50-85 мг/кг почвы (по Корнфилду), Р2О5 230-380 мг/кг почвы (по Кирсанову), К2О 140-164 мг/кг почвы (по Кирсанову), рН сол. 4,9-5,9.

В опыте 1 ( гг.) изучали эффективность применения возрастающих доз азотных удобрений, рассчитанных на планируемую урожайность, и сроки применения регулятора роста Моддус. Опыт двухфакторный, заложен методом расщепленных делянок.

Фактор А – уровни азотного питания, рассчитанные на формирование урожая зерна озимой тритикале сорта Валентин 5 и 7 т/га. С 2011 года включены дополнительные уровни, рассчитанные на 9 и 11 т/га. Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом. Подкормку аммиачной селитрой проводили в три срока: 50% от дозы - весной во время возобновления вегетации (при помощи сеялки СЗ-3,6); 25% - в фазу трубкования (вручную); 25% - в фазу колошения (вручную).

Таблица 1 – Дозы внесения азотных удобрений в опыте 1, кг/га по д. в.

Планируемый урожай зерна	2010 г.	2011 г.	2012 г.
5 т/га	90	101	44
7 т/га	136	152	107
9 т/га	-	235	171
11 т/га	-	280	207

Фактор В – применение регулятора роста Моддус в следующие сроки: кущение (3 этап органогенеза по Куперман); выход в трубку (4-5 этап); колошение (8 этап). Доза расхода препарата 0,4 л/га.

В опыте 2 ( гг.) оценивалась эффективность действия регулятора роста Моддус на урожай озимой тритикале при разных дозах применения: 0,2; 0,4; 0,6 и 0,8 л/га. Срок обработки - фаза кущения (3 этап органогенеза по Куперман).

В опыте 3 ( гг.) оценивалась эффективность действия регулятора роста ЦеЦеЦе 750 на урожай озимой тритикале при разных дозах применения: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 л/га. Срок обработки - фаза кущения (3 этап органогенеза по Куперман).

В опытах 2 и 3 азотные удобрения вносились из расчета на запланированную урожайность зерна озимой тритикале 7 т/га. Регуляторы роста вносились вручную опрыскивателем «Жук», расход рабочего раствора 300 л/га.

Агротехника возделывания культуры соответствовала рекомендованной технологии возделывания озимых зерновых для Центрального района Нечерноземной зоны РФ. Предшественник озимой тритикале в севообороте – сидеральный пар (горчица белая). Зеленая масса горчицы при запашке составляла 11, 17 и 28 т/га соответственно под посев 2009, 2010 и 2011 годов. Запашку горчицы проводили в фазу цветения за 50-55 дней до посева озимой тритикале.

Опыты заложены в 4-х кратной повторности, размещение вариантов рендомизированное. Площадь делянки 15,2 м2 ( ширина 1,6 м, длина 9,5 м). Норма высева тритикале - 5,5 млн. всхожих семян на 1 га.

Методика исследований общепринятая для озимых зерновых культур. Агрохимические свойства почвы определяли следующим образом: содержание гумуса по методу , содержание подвижных форм фосфора и обменного калия – по , определение реакции почвенной среды (рНсол.) – потенциометрическим методом. Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом (, 1989), показатели фотосинтетической деятельности растений: фотосинтетический потенциал (ФП) по методике, предложенной (1961), чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) по формуле Кидда, Веста и Бриггса (, 1961), площадь листьев определяли методом «высечек» по (1956); анализ структуры урожая проводили по методике Госсортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985). Физико-химические показатели качества зерна определены согласно ГОСТ испытательной лабораторией ФГУ «Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Плавский»: стекловидность по ГОСТ ; натура по ГОСТ ; белок по ГОСТ ; содержание и качество клейковины по ГОСТ 13586.1-68; содержание азота по ГОСТ , фосфора по ГОСТ , калия по ГОСТ . Сортовые и посевные качества определяли по ГОСТ Р – . Уборку осуществляли комбайном «Sampo Rosenlev 500” прямым комбайнированием в фазу полной спелости. Учет урожая зерна проводили поделяночно и делали перерасчет на стандартную 100%-ю чистоту и 14%-ю влажность. Математическая обработка проводилась методами дисперсионного и корреляционного анализа по (1985), программой Straz.

Агроклиматические условия во время проведения исследований значительно различались между собой и отличались от среднемноголетних данных, как по количеству осадков, так и по температурному режиму. По степени увлажнения вегетационный период гг. был недостаточно увлажненным (2010 год был экстремально засушливым, ГТК 0,76), в гг. увлажнение было неустойчивым (ГТК 1,2), условия вегетационного периода гг. были благоприятными для роста и развития растений (ГТК 1,54). Во все годы исследований в период формирования зерна наблюдались повышенные температуры, и количество осадков было меньше среднемноголетних данных. Сложившиеся погодные условия во время вегетации не позволили полностью реализовать потенциальную урожайность озимой тритикале сорта Валентин.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ УРОВНЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА

Полевая всхожесть, перезимовка и выживаемость растений озимой тритикале. В наших опытах в среднем по всем годам исследований полевая всхожесть составила 69%. Низкая полевая всхожесть в условиях 2010 года была обусловлена тем, что посев проводился в сухую почву, влажность почвы составила 21% НВ после летней засухи. Процент перезимовавших растений озимой тритикале в среднем за три года составил 75%. Более высоким этот показатель был в 2011 году (97%). Самая низкая перезимовка растений была отмечена в зимний период гг. и составила 54%. Выживаемость растений за годы исследований была низкой, колебалась от 48 до 56%. На выживаемость растений во время вегетации сильно повлияли погодные условия. Меньшая выживаемость растений озимой тритикале была в 2010 году вследствие недостатка влаги. Внесение азотных удобрений в виде дробных подкормок в условиях нормальной увлажненности (2012 г.) снижало выживаемость растений озимой тритикале с 55,9% до 49,4%, из-за активного развития растений и внутривидовой конкуренции.

В годы с недостаточной увлажненностью (2010, 2011гг.) фоны азотного питания не оказали существенного влияния на выживаемость растений озимой тритикале. Таким образом, анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что на выживаемость растений озимой тритикале в большей степени оказывают влияние погодные условия. Повышение уровня азотного питания и применение регуляторов роста в условиях нормальной влагообеспеченности приводит к уменьшению количества сохранившихся растений к уборке по сравнению с контролем.

Линейный рост растений. Применение азотных удобрений увеличивало высоту растений тритикале. Полегания растений в годы исследований не наблюдалось.

С увеличением доз азотных удобрений высота растений возрастала на 4,8-8,1% по сравнению с контролем (90,5 см). Внесение азотных удобрений повышало высоту растений на 4,2 см, на 11,5 см соответственно при внесении удобрений на планируемую урожайность 5 т/га и 11 т/га.

Применение регуляторов роста снижало высоту растений. Особенно это заметно при обработке препаратами Моддус и ЦеЦеЦе750 в фазу кущения. Растения были ниже на 17-21% по сравнению с контролем.

Динамика формирования площади листьев. Применение азотных удобрений и регуляторов роста улучшало фотосинтетическую деятельность посевов озимой тритикале. Усиление ростовых процессов, удобренных азотом растений, явилось важным условием формирования более мощной на 15-20% листовой поверхности. Так, максимальной площади листьев посевы достигли в фазу цветения и на контроле она составила 34,5-36,8 тыс. м2/га, при уровне азотного питания, рассчитанного на планируемую урожайность 5 т/га, площадь листьев увеличилась до 37,5-39,6 тыс. м2/га; на планируемую урожайность 7 т/га – до 39,3-41,7 тыс. м2/га; на планируемую урожайность 9 т/га – до 43,0-45,1 тыс. м2/га; на планируемую урожайность 11 т/га – до 44,4-46,3 тыс. м2/га (рисунок 1).

Рисунок 1 - Динамика формирования площади листьев в зависимости от уровня азотного питания и сроков применения препарата Моддус, тыс. м2/га

(среднее за гг.)

Обработка посевов препаратом Моддус в опыте 1 увеличивала площадь ассимиляционной поверхности, при обработке в фазу кущения прирост был максимальным и составлял по вариантам от 1,9 до 2,4 тыс. м2/га.

Динамика накопления сухого вещества и продуктивность фотосинтеза. Результатами исследований выявлено, что фотосинтетический потенциал посевов (ФП) озимой тритикале в большей мере зависит от уровня азотного питания. Фотосинтетический потенциал посевов возрастал от 1910 тыс. м2/га в контрольном варианте до тыс. м2/га в вариантах с внесением азотных удобрений. Наибольший фотосинтетический потенциал был сформирован при уровне азотного питания, рассчитанного на планируемую урожайность 11 т/га и при обработке регулятором роста Моддус в фазу кущения составил 2526 тыс. м2/га (таблица 2).

Чистая продуктивность фотосинтеза в среднем за вегетацию возрастала по вариантам с увеличением доз азотных удобрений от 4,04 г/м2сут. в контрольном варианте до 6,07 г/м2сут. при внесении азотных удобрений на планируемую урожайность 11 т/га.

В контрольном варианте без внесения азотных удобрений и в вариантах с планируемой урожайностью 9 и 11 т/га обработка регулятором роста Моддус не оказала положительного влияния на размеры чистой продуктивности фотосинтеза.

Таблица 2 –Показатели фотосинтетической деятельности посевов озимой тритикале в зависимости от уровня азотного питания и сроков применения препарата Моддус (среднее за гг.)

Фактор А, уровень азотного питания, рассчитанный на планируемый урожай зерна	Фактор В, фазы обработки препаратом Моддус	Макси-мальная площадь листьев, тыс. м2/га	ФП, тыс. м2 сут/га	Сухое вещество, т/га	ЧПФ, г/м2сут.	Продук-тивность 1 тыс. ФП, кг зерна
Контроль	без обработки	34,7	1910	8,78	4,04	2,2
кущение	36,8	2025	9,26	4,05	2,2
выход в трубку	36,0	1959	8,90	4,01	2,2
колошение	34,7	1914	8,75	4,01	2,2
5 т/га	без обработки	37,7	2056	11,61	5,12	2,7
кущение	39,6	2167	12,54	5,29	2,8
выход в трубку	39,4	2106	12,17	5,26	2,8
колошение	37,5	2063	11,93	5,25	2,8
7 т/га	без обработки	39,3	2178	12,52	5,24	2,8
кущение	41,7	2303	13,76	5,49	3,0
выход в трубку	41,2	2234	13,14	5,37	2,9
колошение	39,2	2178	12,91	5,40	2,9
9 т/га*	без обработки	43,0	2339	14,99	5,73	3,1
кущение	45,1	2481	15,44	5,57	3,0
выход в трубку	44,3	2372	15,24	5,69	3,1
колошение	43,4	2349	15,17	5,72	3,2
11 т/га*	без обработки	44,4	2406	16,36	6,07	3,3
кущение	46,3	2526	16,72	5,87	3,2
выход в трубку	44,8	2401	16,48	6,01	3,4
колошение	44,7	2404	16,43	5,98	3,3
НСР05	для делянок I порядка	2,1	122	0,65	0,20	0,4
для делянок II порядка	2,0	118	0,45	0,12	0,3
для фактора А	2,1	120	0,61	0,20	0,4
для фактора В	1,2	116	0,40	0,13	0,3

* данные за гг.