WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

Кобцева Любовь Владимировна

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И НАЛИВА ЗЕРНА СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННО ЗАСУШЛИВОЙ КОЛОЧНОЙ СТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

06.01.01. – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Барнаул – 2012

Работа выполнена на кафедре Ботаники, физиологии растений и кормопроизводства

ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: Курсакова  Валентина Сергеевна

  доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Официальные оппоненты: Вольнов Виктор Васильевич

  доктор сельскохозяйственных наук, профессор

         кафедры мелиорации и рекультивации  земель

  (АГАУ)

  Канарский Александр Александрович 

  кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель

  центра Индустриальных технологий

  (НИИСС Россельхозакадемии)

Ведущая организация: Новосибирский государственный аграрный

университет

 

Защита  состоится 23 мая 2012 г. в 12 час. на заседании диссертационного совета  Д.220.002.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный аграрный университет», 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, тел./ факс 8 (3852) 62-83-96 E-mail: arrow64@ mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан 22 апреля 2012 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Е.Г. Пивоварова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Алтайский край является крупнейшим производителем сельскохозяйственной продукции в Западно – Сибирском регионе. В структуре растениеводства ведущая роль принадлежит зерновому хозяйству.

По объемам производства зерна край входит в первую пятёрку регионов страны, а зерновое поле Алтая самое большое в России. Из общего количества производимого в регионе зерна на долю края приходится более 40%.

  В то же время производство зерна крайне не стабильно как по годам, так и по зонам возделывания, что в значительной степени обусловлено неблагоприятными агрометеорологическими условиями. Климат Алтайского края характеризуется крайне неравномерным выпадением осадков и резкими перепадами температур, особенно в зоне засушливой степи, где основным лимитирующем фактором урожайности полевых культур является недостаточная влагообеспеченность (Агроклиматические ресурсы….., 1971).

В современных экономических условиях при ограниченном использовании минеральных удобрений и других средств химизации основным резервом для получения высоких урожаев зерна является наиболее полная реализация потенциала продуктивности районированных сортов пшениц (Цильке Р.А., 1983; Гончаров П.Л., 1993, 2000; Кравцов С. А., 2001). Только за счёт введения нового сорта можно повысить урожайность на 50 – 70 % (Жученко, 1996, 1999; Макаров, Ермоленко, 2000).

Правильно выбранные сорта определяют возможности более полного использования природных факторов, влияющих на величину и  качество урожая яровой пшеницы, повышают эффективность использования технических средств и невосполнимых источников энергии (Литун П.П., Шевченко М. В., Суббота Г.М., 1982).

Однако разнообразие природных условий, в том числе и на уровне хозяйства, вступают в некоторое противоречие с зональными принципами районирования сортов. При таком подходе возможности некоторых сортов яровой пшеницы полностью не реализуются. В связи с этим при подборе сортов в каждой почвенно – климатической зоне необходимо учитывать возможности сорта приспосабливаться к конкретным условиям и отбирать такие сорта, которые обладают стабильно высокой урожайностью в изменяющихся условиях среды.

  Актуальным является изучение сортовых реакций растений пшеницы в конкретных условиях года, что возможно лишь при систематическом контроле за их ростом и развитием в онтогенезе во взаимосвязи с почвенными и гидротермическими условиями. Современная диагностика состояния посевов позволит установить оптимальные условия для эффективного формирования урожайности.

Цель исследований – изучить особенности формирования урожайности, налива и качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости в зависимости от метеорологических условий умеренно – засушливой колочной степи Алтайского края.

Задачи исследований:

  1. Изучить особенности роста, развития и формирования урожайности пшеницы в онтогенезе в зависимости от метеорологических условий.
  2. Выявить определяющие элементы продуктивности яровой пшеницы на этапах органогенеза, установить зависимость между ними и степень их изменчивости.
  3. Изучить влияние основных элементов продуктивности на потенциальные возможности разных сортов пшеницы.
  4. Дать оценку фотосинтетической деятельности изучаемых сортов яровой пшеницы.
  5. Изучить особенности налива и формирования качества зерна сортов яровой пшеницы.
  6. Дать экономическую оценку возделывания сортов яровой мягкой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края.

  Научная новизна. Формирование элементов продуктивности сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости осуществляется на III - V этапах органогенеза и зависит от агроклиматических факторов. В засушливых условиях сокращается количество закладываемых колосков и цветков в конусе нарастания. Редукция элементов продуктивности колоса происходит преимущественно на VIII – IX этапах органогенеза, особенно в условиях повышенных температур. Компенсация потери элементов продуктивности происходит за счёт увеличения фотосинтетической деятельности листового аппарата, массы 1000 зёрен и натуры зерна. Определена сортовая специфичность реакции яровой мягкой пшеницы на агроклиматические условия. Выявлены наиболее адаптированные к условиям зоны сорта: среднеранний – Омская 36, среднеспелый -  Алтайская 325, среднепоздние – Омская 28 и Алтайская 105.

Положения, выносимые на защиту:

1. Интенсивность ростовых процессов, сроки и темпы прохождения этапов органогенеза растений пшеницы, формирование элементов продуктивности и их сохранность в условиях колочной степи Алтайского края.

2. Реализация потенциальной продуктивности сортов яровой пшеницы определяется сохранностью элементов структуры урожая в критические периоды развития растений.

Практическая значимость. Исследование прохождения  фаз налива зерна яровой пшеницы, имеет большое практическое значение для установления оптимальных сроков уборки и повышения посевных и технологических качеств зерна. Результаты исследований могут быть использованы при чтении курсов лекций по физиологии растений, растениеводству и селекции в аграрных вузах, в селекционной работе по созданию сортов яровой пшеницы для районирования в конкретных почвенно – климатических зонах.

  Апробация работы. Материалы исследований доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Алтайского ГАУ (г. Барнаул, 2009, 2010 гг.), на Всероссийской научно – практической конференции

«Перспективы развития агропромышленного комплекса России» (Москва 2008 г.), на научно – практической конференции « Молодые учёные – сельскому хозяйству Алтая» (Барнаул, 2009),  на международной научно – практической конференции « Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск 2010), на международной научно – практической конференции « Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2010, 2012 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе одна работа в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка, приложений. Работа изложена на 179 страницах, содержит 41 таблицу, 12 рисунков, 12 приложений. Библиографический список включает 199 источников, в том числе 10 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ  И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2005 – 2008 годах на опытном поле учебного хозяйства Алтайского ГАУ «Пригородное», расположенного в зоне умеренно - засушливой колочной степи Алтайского края.

Почва опытного участка – чернозём выщелоченный среднесуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое составляет (по Тюрину) - 5,3 %, подвижного фосфора (по Чирикову) – 21,3 мг/100г, обменного калия (по Чирикову) – 20,5 мг/100г, рН солевой вытяжки – 6,3. Почвы недостаточно обеспечены нитратным азотом – 7-10 мг/100г почвы. По физическим и химическим свойствам типичны для Приобской зоны.

  Метеорологические условия 2005 – 2008 гг. отражают особенности континентального климата района с неустойчивым увлажнением в период вегетации и резкими колебаниями температуры (рис 1).

Рис.1 Погодные условия (по данным Барнаульской гидрометеостанции) и запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-20см, 0-50см за период 2005-2008 гг.

 

Годы исследований значительно различались по гидротермическим условиям. 2005 и 2008 гг. характеризуются как недостаточно увлажнённые (ГТК–1,02 и 0,98), 2006 г. слабо увлажнённый (ГТК–0,81) и 2007 засушливый (ГТК–0,79). Условия для благоприятного развития пшеницы сложились в 2007 году, так как большая часть осадков пришлась на период всходы  - выход в трубку (ГТК мая–1,43, ГТК июня–1,37), что способствовало хорошему развитию растений пшеницы.

Объектами исследований служили девять сортов яровой пшеницы, которые различались по срокам спелости: среднеранние - Алтайская-98, Омская-36, Новосибирская-15; среднеспелые - Алтайская-100, Зебра, Алтайская-325; среднепоздние - Алтайский простор, Омская-28, Алтайская-105.

Посев проводили вручную под маркёр ежегодно во второй декаде мая. Норма высева – 5 млн. всхожих семян на 1 га. Площадь одной делянки 5м2, повторность четырёхкратная, расположение делянок рендомизированное.

В течение вегетационного периода проводили наблюдения за ростом и развитием растений по общепринятым методикам: Ф.М. Куперман и др., 1970; А.А. Ничипоровича и др., 1961; А.А. Ничипоровича, 1956; Госсортиспытания полевых культур, 1970; количество листьев и их площадь определяли по методу В.В. Аникеева и Ф.Ф. Кутузова,1961; КПД фотосинтеза по методике Х.Г. Тооминга, 1977 и М.К. Каюмова, 1989. Налив зерна определяли по методу Н.Н.Кулешова, 1951; содержание белка, клейковины и натуру зерна - на приборе ИК– анализаторе.

Статистическая обработка экспериментальных данных проведена с помощью дисперсионного и корреляционного методов анализа по Б.А. Доспехову (1985). Экономическую эффективность рассчитывали в соответствии с методическими рекомендациями (Методика определения экономической эффективности…, 1996, 1998).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННО - ЗАСУШЛИВОЙ КОЛОЧНОЙ СТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ.

Влияние метеорологических условий на всхожесть, сохранность и выживаемость. Исследования показали, что рост и развитие растений пшеницы существенно зависят от метеорологических условий вегетационного периода. Гидротермический режим в период посева оказал значительное влияние на количество взошедших растений и на продолжительность периода посев –всходы. Установлена тесная связь продолжительности периода посев – всходы с запасами  продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см (r = 0,83-0,98) и  среднесуточными температурами (r = 0,86-0,97) (табл. 1). В 2006 году в засушливых условиях мая (ГТК–0,36) и запасах продуктивной влаги в слое почвы 0-10 см – 15 мм период посев - всходы у всех сортов яровой пшеницы составил 8-12 дней. При достаточном  влагообеспечении 2005, 2007, 2008 годов продолжительность периода посев-всходы была более короткой 5-9 дней. Аналогичная зависимость по продолжительности проявляется и на последующих фазах развития и в целом определяет длину вегетационного периода.

  Полевая всхожесть в годы исследования также зависела от количества продуктивной влаги (r=0,89–0,98) и среднесуточной температуры (r=0,83–0,97) и различалась по сортам.

Таблица 1.  Коэффициенты корреляции периода «посев - всходы» и всхожести сортов яровой пшеницы с природно – климатическими факторами, среднее за 2005-2008 гг.

Сорт

Коэффициенты корреляции

периода посев-всходы, дней  от

вхожести шт, от

урожай-

ности от

сод-е продук

тивной

влаги,мм

0-20см

средне-

суточ.

тем-ра,

сод-е продук

тивной

влаги,мм

0-20см

средне-

суточ.

тем-ра,

выжива-емость, шт/м2.

кол-во

продук.

стеблейшт/м2

продол-ти вегетац-го периода,

дней

Алтайская 98

0,96

0,90

0,95

0,83

0,96

0,94

0,94

Омская 36

0,83

0,90

0,96

0,97

0,96

0,93

0,88

Новосибирская15

0,96

0,95

0,93

0,97

0,94

0,93

0,88

Алтайская100

0,84

0,95

0,98

0,96

0,91

0,94

0,96

Зебра

0,98

0,95

0,93

0,95

0,93

0,85

0,90

Алтайская 325

0,97

0,96

0,92

0,92

0,97

0,97

0,90

Алтайский простор

0,96

0,96

0,91

0,89

0,87

0,96

0,84

Омская 28

0,88

0,86

0,95

0,94

0,99

0,97

0,87

Алтайская 105

0,92

0,97

0,89

0,93

0,96

0,93

0,90

  В зависимости от погодных условий всхожесть в разные годы колебалась от 51 до 70 % (табл. 2). При низкой  влагообеспеченности в 2006 году всхожесть составила 24-46 %. В более благоприятных условиях 2007 года – 62-81 %. Более высокая всхожесть в засушливый период отмечена у сортов – Алтайская 98 (231 шт/м2), Алтайская 325 (222 шт/м2) и Омская 28 (217 шт/м2). В благоприятных условиях высокая всхожесть отмечалась у сортов Алтайская 98 (396 шт/м2), Зебра (404 шт/м2) и Алтайская 105 (389 шт/м2). Выживаемость  сортов пшеницы составила 37 - 55%, между полевой всхожестью и выживаемостью установлена тесная корреляционная зависимость (r=0,87-0,99).

Влияние метеорологических условий на рост и развитие яровой мягкой пшеницы в онтогенезе. Морфофизиологические исследования показали, что закладка  колосков и цветков в колосе у сортов яровой пшеницы и их реализация также зависят от природно-климатических условий. Наибольшее количество колосков (до 18,1 шт) и цветков (до 71,5 шт) в колосе, закладываемых на III – V этапах органогенеза (стеблевание - колошение), наблюдалось в годы с лучшим увлажнением. Сброс колосков происходил в условиях недостатка влаги на V – VIII этапах и в среднем составил от 14 до 22% (табл. 2). Во влажные годы сброс заложенных колосков был менее выражен. Значительный процент редукции колосков наблюдался у сорта Новосибирская 15 – 32% в 2005 году, Алтайская 100 – 27% в 2008 году и Алтайская 105 – 26% в 2005 году.

Редукция цветков в колосе в большей степени происходила на IX этапе органогенеза вследствие повышенных температурных условий периода, что вызывало стерильность пыльцы. В среднем за годы исследования она колебалась от 40 до 61 %. Высокая сохранность цветков отмечалась у сортов Омская 36 (50%), Зебра (60%), Омская 28(45%) и Алтайская 105(46%).

Таблица 2.  Показатели роста и развития сортов яровой пшеницы в онтогенезе,

среднее за 2005 – 2008 гг.

Сорт

Посев-всходы, дней

Полевая всхожесть

Выживаемость

Кол-во колосков в колосе

Кол-во цветков в колосе

шт/м2

%

шт/м2

%

шт

редукция,%

шт

редукция,%

Алтайская 98

7

324

65

239

48

16,4

15

66,2

61

Омская 36

8

311

62

228

46

15,4

17

51,3

50

Новосибирская15

6

254

51

184

37

14,4

18

47,9

48

Алтайская100

9

351

70

274

55

14,2

14

50,0

44

Зебра

9

319

64

211

42

15,8

14

55,5

40

Алтайская 325

9

315

63

216

43

14,9

10

65,6

51

Алтайский простор

10

276

55

212

42

16,5

18

71,2

57

Омская 28

11

307

61

257

52

17,2

15

64,5

55

Алтайская 105

10

279

56

279

47

18,1

22

65,4

54

ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ В ОНТОГЕНЕЗЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ

Продолжительность этапов органогенеза, условия их прохождения и влияние на урожайность пшеницы. В годы исследований, начиная с раннего периода развития, наблюдались различия в сроках наступления и завершения этапов органогенеза. Формирование числа колосков, цветков и зёрен в колосе, определяющих продуктивность растений, зависят от сочетания тепла и влаги на III-VI этапе органогенеза. На VIII этапе завершаются процессы формирования всех органов колоса и цветков в колосках. Продолжительность периода III-VIII этапов различалась как по годам исследований, так и по сортам. Меньшая продолжительность III-VIII этапов органогенеза отмечена в 2007 году (рис.2).

В группе среднеранних сортов она составила  32-33 дня, в среднеспелой группе 35-38 дней, в среднепоздней  39-42 дня. Более высокая продолжительность III-VIII этапов наблюдалась в 2006 году, в среднеранней группе 40-44 дня, в среднеспелой 45-46 дней, в среднепоздней 51-54 дня. Продолжительность IX этапа, когда происходят процессы опыления и оплодотворения, отличалась незначительно (3-5 дней). Удлинение этапов развития происходит при высокой влажности и прохладной погоде. 

Рис. 2 Продолжительность III- VIII этапов органогенеза сортов яровой пшеницы, дн., 2005-2008гг.

Агроклиматические факторы на разных этапах органогенеза оказывают на урожайность неодинаковое воздействие, что подтверждают коэффициенты корреляции (табл. 3). На III-IV и V-VIII этапах установлена тесная корреляционная связь урожайности с запасами продуктивной влаги в слоях почвы 0-20см и 0-50см в годы с недостаточным увлажнением данного периода 2005, 2006 гг. и суммой температур в 2007 и 2008 годах. На IX и X-XI этапах зависимость урожайности пшеницы от этих факторов ослабевает. И лишь в отдельные годы проявляется высокая связь с запасами продуктивной влаги в слое почвы 0-50см (2005, 2006, 2008 гг.), суммой осадков (2005, 2008гг.) и суммой температур за вегетационный период (2008г).

Таблица 3.  Связь урожайности яровой пшеницы с продолжительностью этапов органогенеза  и условиями их прохождения в колочной степи Алтайского края

Показатели

2005

2006

2007

2008

Коэффициенты корреляции (r)

III – IV этапы органогенеза

Продолжительность этапов, дней

0,5139

0,3617

0,3401

0,7485

Сумма температур, 0С

0,2639

0,4617

0,5398

0,8074

Средняя температура воздуха,0С

-0,3176

0,1637

0,5185

-0,3053

Сумма осадков, мм

-0,2086

0,6583

0,1981

0,2688

Запасы продуктивной влаги

в слое 0 – 20 см, мм

0,6801

0,7139

-0,2874

-0,8485

Запасы продуктивной влаги

в слое 0 – 50 см, мм

0,7011

0,6871

-0,3489

0,5358

V – VIII этапы органогенеза

Продолжительность этапов, дней

0,1191

0,6627

0,2517

0,7532

Сумма температур, 0С

0,1905

0,6248

0,4879

0,7957

Средняя температура воздуха,0С

0,1845

0,1829

0,2339

0,6097

Сумма осадков, мм

-0,4672

0,6413

-0,6529

0,6634

Запасы продуктивной влаги

в слое 0 – 20 см, мм

0,7015

0,5106

0,1677

-0,6260

Запасы продуктивной влаги

в слое 0 – 50 см, мм

0,7015

-0,5713

-0,2314

-0,6277

  IX этап органогенеза

Продолжительность этапов, дней

0,6751

0,0598

0,3470

0,1117

Сумма температур, 0С

0,3795

-0,9740

0,3959

0,1076

Средняя температура воздуха, 0С

-0,2311

0,2000

-0,2819

0,3302

Сумма осадков, мм

0,4716

0,1390

0,2551

0,7914

Запасы продуктивной влаги

в слое 0 – 20см, мм

0,3395

0,5106

-0,1668

0,0364

Запасы продуктивной влаги

в слое 0 – 50см, мм

0,7973

0,6889

0,1668

-0,0815

X – XI этапы органогенеза

Продолжительность этапов, дней

0,0440

-0,6944

0,0502

0,5829

Сумма температур, 0С

-0,3281

-0,5504

0,4839

0,5342

Средняя температура воздуха, 0С

-0,4507

0,2008

0,3622

0,0164

Сумма осадков, мм

0,6721

-0,6597

0,0522

-0,8613

Запасы продуктивной влаги

в слое 0 – 20см, мм

-0,1220

-0,6827

-0,1668

-0,8485

Запасы продуктивной влаги

в слое 0 – 50см, мм

-0,0757

0,2771

-0,5251

0,8485

Развитие побега и конуса нарастания в онтогенезе. Систематические наблюдения за ростом и развитием пшеницы различных сроков спелости позволили выявить ярко выраженную связь темпов роста растений в высоту и конуса нарастания в длину. Рост побега пшеницы в высоту продолжается с III по IX этапы органогенеза высота побегов на IX этапе составила 46 – 107 см в среднем по сортам. Максимальная высота побега отмечена в благоприятных условиях влаго- и теплообеспеченности 2008 года. Лучшие показатели прироста побега наблюдались у среднепоздних сортов Омская 28 (39,6 см) и Алтайская 105 (29 см) (рис. 3). Между высотой побега и урожайностью наблюдается тесная зависимость (r= 0,81-0,99).

Рис. 3 Высота главного побега растений пшеницы, см, 2005 – 2008 гг.

Величина конуса нарастания определяется на III – IV этапах  органогенеза. Чем длиннее конус нарастания на ранних этапах органогенеза, тем больше формируется колосков и зёрновок в колосе, тем выше масса зерна в колосе и масса 1000 зёрен, что определяет урожайность пшеницы.  Наиболее благоприятный период прохождения III – IV этапов органогенеза был в 2007 году (ГТК мая – 1,43), он протекал более длительное время, что положительно отразилось на продуктивности колоса. Менее благоприятные условия сложились в более засушливом 2006 году. Наибольший прирост конуса нарастания наблюдался у среднераннего сорта Новосибирская 15 (12 мм), среднеспелого Зебра (6,4 мм) и среднепозднего Омская 28 (4,5 мм) в 2007 году. В 2006 году лучшими были в среднеранней группе - сорт Алтайская 98 (2,07 мм), в среднеспелой – Алтайская 325 (1,15 мм) и среднепоздней - Омская 28 (1,2 мм).

Особенности формирования элементов продуктивности колоса в зависимости от погодных условий Формирование определённого числа колосков, цветков и зёрен зависят от сочетания тепла и влаги на IV-VI этапах органогенеза. Максимально возможное количество колосков для каждого сорта формируется при оптимальных запасах продуктивной влаги от 30 до 40 мм в слое почвы 0-20см и средней температуре воздуха 11-120С. Если температура этого периода повышается, а запасы влаги снижаются до 15 мм, формируется только 60% возможного числа колосков (Григорьева, Рассыпнов, 2009).

Высокие температуры на VI- VIII этапах при недостатке влаги приводят к нарушению формирования генеративных элементов и к стерильности цветков. Поэтому не все заложенные колоски и цветки в колосе образуют зерновки, в результате сброса этой части колосков реализация потенциальной продуктивности снижается.

Потенциально возможный урожай яровых пшениц, рассчитанный из учёта фактически заложившегося на IV этапе числа колосков в колосе, составил в 2005 году в среднеранней группе сортов 2,1 - 3,0 т/га, в среднеспелой – 2,6 -3,3 т/га, в среднепоздней – 3,0 - 4,2 т/га. Реализовано в виде фактического урожая в ранней, средней и поздней группах спелости 65-94%, 70-95%, 58-82% соответственно.

В 2006 году потенциальный урожай в среднеранней группе составил 2,6-3,2 т/га, в среднеспелой 2,8-5,2 т/га, в среднепоздней 3,5-6,2 т/га. Соответственно процент реализации составил 65-95 %, 73-82%, 69-99%.

В 2007-2008 годах потенциальная урожайность была выше, а фактическая снизилась. В 2007 году расчётный урожай определён в группах по возрастанию спелости 5,1-8,1 т/га (реализовано 40-60%), 5,1-7,8 т/га (реализовано 53-72%), 4,7-6,2 т/га (реализовано 65-72%). В 2008 году соответственно 6,8-7,3 т/га (реализовано 51-72%), 4,1-6,7 т/га (реализовано 58-89%), 8,2-12,2 т/га (реализовано 49-59%). Процент реализации потенциального урожая пшениц был низким в 2007 году (49-89%), более высоким в 2006 году (69-99 %).

В зависимости от условий влагообеспеченности вегетационного периода потери потенциальной урожайности происходят на разных этапах органогенеза. В засушливых условиях, которые сложились на V-VII этапах (1,7мм осадков) в 2005 году, наибольший  процент составляют потери за счёт недоразвития колосков. В условиях 2006, 2008 годов при достаточной влагообеспеченности потери за счёт сброса колосков незначительные При недостатке влаги в период прохождения V-IX этапов (такие случаи наиболее частые) существенные потери происходят за счёт недоразвития и неоплодотворения части цветков.

ФОТОСИНТНТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РАСТЕНЙ ПШЕНИЦЫ В ПОСЕВАХ

Формирование и функциональная деятельность листьев. Одним из важнейших условий для получения высоких урожаев является создание оптимальной величины листовой поверхности. В условиях Западной Сибири площадь листьев яровой пшеницы к началу колошения обычно составляет 15 – 25 тыс.м2/га (Савченко, 1973; Заборцева, 1973).

В наших исследованиях площадь листьев возрастала до максимальной величины к фазе колошения и варьировала от 16,90 до 36,25 тыс.м2/га в зависимости от условий года и сорта (табл.6). Большую площадь листьев сформировали среднеспелые и среднепоздние сорта в 2008 увлажнённом году: Омская 36 - 53,6 тыс.м2/га, Зебра - 76,4 тыс.м2/га и Алтайская 105 - 83,4 тыс.м2/га. Наименьшая площадь листьев сформировалась в 2006 засушливом году. В среднем за четыре года исследований более высокая площадь листовой поверхности была у выше отмеченных сортов. Между урожайностью пшениц и площадью листьев в эту фазу установлена высокая корреляционная зависимость (r=0,70 – 0,99).

ФСП, ЧПФ и КПД фотосинтеза. Фотосинтетический потенциал (ФСП) характеризует работу листовой поверхности за весь период вегетации. Для создания высокопродуктивных посевов пшеницы в условиях Алтайского края величина ФСП должна быть не менее 2,5 млн.м2 дн./га (Григорьева, 2001). В годы исследований величина ФСП значительно изменялась в зависимости от погодных условий, сорта и в среднем составила 0,71-1,60 млн.м2 дн./га (табл. 4). Только в 2008 году ФСП достиг оптимальной величины до 3,14-3,85 млн.м2 дн./га у среднеспелых  и среднепоздних сортов. Показатели ФСП находились в прямой зависимости от площади фотосинтетического аппарата и наиболее высокими были у сортов Омская 36, Зебра и Алтайская 105.

Таблица 4. Площадь листьев, фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность и КПД фотосинтеза яровой пшеницы (среднее за 2005-2008гг)

Сорт

Sлистьев,тыс.м2/га

ФСП,млн.м2дней/га

ЧПФ, г/м2 сутки

КПД ФАР,%

Алтайская 98

27,15

1,00

9,73

1,33

Омская 36

25,20

1,02

11,08

1,26

Новосибирская 15

16,90

0,71

6,83

1,10

Алтайская 100

27,37

1,01

5,55

1,36

Зебра

32,65

1,33

10,45

1,33

Алтайская 325

26,10

1,13

7,70

1,27

Алтайский простор

33,72

1,44

6,70

1,51

Омская 28

28,58

1,39

11,43

1,57

Алтайская 105

36,25

1,60

6,43

1,64

Величина ЧПФ показывает интенсивность фотосинтеза  в посевах. В годы наблюдений варьирование этого показателя также было значительным, в среднем 5,50 – 11,43 г/м2 сутки. Величина ЧПФ в большей мере зависела от сорта и слабо связана с урожайностью.

При обычной агротехнике посевы как правило, используют приходящую энергию ФАР с КПД 0,5 – 1,0%. В годы исследования КПД фотосинтеза в среднем был на уровне 1,1 - 1,6%. В условиях лучшей тепло- и влагообеспеченности вегетационного периода КПД фотосинтеза возрастал до 1,26 – 2,59%, что характеризует климатические ресурсы района как сравнительно благополучные для возделывания яровой пшеницы.

ОСОБЕННОСТИ НАЛИВА ЗЕРНА СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

  Формирование, налив и созревание зерна. Фаза налива характеризуется интенсивным поступлением в зерно сухих веществ и продолжается от начала молочной до начала восковой спелости. Общая продолжительность периода налива и созревания зерна варьирует в широких пределах в зависимости от погодных условий. В более засушливых условиях вегетационного периода налив зерна и его созревание у разных сортов пшеницы протекает в среднем на 7 дней раньше, чем в более увлажнённые годы. Это позволяет скорректировать сроки уборки и избежать потери урожая. Более раннее наступление сроков налива зерна отмечено в 2007 году (табл. 5).

Таблица 5. Продолжительность периода налива зерна в зависимости от метеорологических условий периода

Год

Продолжительность периода налива

Сумма

осадков, мм

Сумма

положительных

температур, 0С

даты

количество дней

2005

23.07 – 27.08

36

103,2

696,3

2006

25.07 – 30.08

37

40,34

594,5

2007

18.07 – 23.08

37

28,3

676,9

2008

22.07 – 28.08

38

27,6

687,1

Продолжительность периода налива мало отличалась по годам исследования и составила в среднем 36 – 38 дней.

Наибольший прирост сухой массы зерна наблюдался в 2008 году и максимальный был у среднераннего сорта – Новосибирская 15 (590 г/м2), у среднеспелого сорта Алтайская 100 (355 г/м2) и  среднепозднего Алтайская 105 - 320 г/м2 (рис. 4). Созревание зерна во все годы исследований протекало в условиях достаточной теплообеспеченности, что способствовало формированию качественного урожая.

Рис. 4  Накопление сухого вещества в зерне яровой пшеницы (среднее за 2005-2008 гг.)

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ

Формирование урожайности яровой пшеницы определяют в первую очередь густота продуктивных стеблей и масса 1000 зёрен, что подтверждают в своих работах многие исследователи (Дмитриев, 1983, 2005; Щербинин, 1991).

Густота стояния растений пшеницы. Количество продуктивных стеблей перед уборкой колебалось в зависимости от метеорологических условий года в среднем от 162 до 274 шт/м2(табл. 8). Более высокие показатели густоты стояния в среднеранней группе были у сорта Алтайская 98 - 239 шт/м2, в среднеспелой у сорта Алтайская 100 – 274 шт/м2, в среднепоздней у сорта Омская 28 – 257 шт/м2 (табл.6).

Количество колосков и зёрен в колосе. По количеству колосков и зёрен в колосе за период исследования выделились сорта: среднеранние – Алтайская 98 и Омская 36, среднеспелые Зебра и Алтайская 325 и среднепоздний сорт Алтайская 105.

Масса 1000 зёрен. Масса 1000 зёрен у одного и того же сорта может значительно колебаться в зависимости от погодных условий в период налива и созревания зерна. В наших условиях колебания составили от 31,0 до 38,7г. Среди исследуемых сортов по признаку масса 1000 зёрен высокие значения массы были в среднеранней группе у сорта Омская 36 – 38,6г, в среднеспелой у сорта Алтайская 325 – 37,5г, в среднепоздней Алтайская 105 – 38,7г.

Таблица 6.Показатели структуры урожая сортов яровой пшеницы, средние за 2005–2008гг.

Сорт

Продуктивных стеблей, шт/м2.

Колосков в

колосе, шт.

Зёрен

в колосе, шт.

Масса1000 зёрен, г.

Алтайская 98

239

13,8

22,3

33,1

Омская 36

228

12,7

23,1

38,6

Новосибирская 15

162

12,0

22,1

31,0

Алтайская 100

274

12,1

23,5

36,2

Зебра

211

13,6

27,6

31,6

Алтайская 325

216

13,4

27,6

37,5

Алтайский простор

212

13,5

26,3

34,9

Омская 28

257

14,7

26,2

34,3

Алтайская 105

236

14,9

27,0

38,7

НСР0,5

11

0,15

0,35

0,50

 

Прослеживается тесная связь урожайности сортов пшеницы с количеством колосков и зёрен  в колосе (r= 0,52–0,99), меньшая с количеством продуктивных стеблей и массой 1000 зёрен.

Урожайность раннеспелых сортов за годы исследований составила 2,32 - 2,58т/га; среднеспелых 2,50 - 3,07 т/га; среднепоздних 2,93 - 3,68 т/га. Из изучаемых сортов лучшими по продуктивности были Алтайская 105 (3,68т/га), Омская 28 (3,14т/га), Алтайская 325 (2,89т/га), Омская 36 (2,58т/га) (табл.7).

Таблица 7. Урожайность сортов яровой пшеницы, т/га, 2005 – 2008гг.

Сорт

Урожайность, т/га

2005г

2006г

2007г

2008г

средняя

Алтайская 98

1,79

1,75

3,19

3,53

2,56

Омская36

1,73

1,79

2,57

4,22

2,58

Новосибирская 15

1,56

1,94

2,16

3,63

2,32

Алтайская 100

2,10

3,37

3,41

3,38

3,07

Зебра

2,05

1,87

3,31

2,79

2,50

Алтайская 325

1,93

2,79

3,03

3,79

2,89

Алтайский простор

1,79

2,51

3,04

4,44

2,93

Омская 28

1,84

2,69

2,76

5,27

3,14

Алтайская 105

1,83

3,84

3,83

5,20

3,68

НСР05

0,12

0,29

0,39

0,75

0,68

  Качество зерна яровой пшеницы. Качество зерна яровой пшеницы зависит от генотипа сорта, а также от сложившихся в период вегетации погодных условий. Качественные показатели сортов яровой мягкой пшеницы за период исследования были высокие. По содержанию белка изучаемые сорта характеризуются высокими показателями от 16,1 до 18,6 %. Лучшими по содержанию белка и клейковины в среднеранней группе был сорт Новосибирская 15 (18,6% и 38,2%), в среднеспелой группе - Алтайская 325 (17,4% и 34,5%), в среднепоздней - Омская 28 (17,6% и 33,9%). Натурная масса (от 814 до 828 г/л) свидетельствует о выполненности и высоком удельном весе зёрен. По натурной массе наиболее высокие результаты показали среднепоздние сорта – Алтайский простор (828 г/л) и Омская 28 (828 г/л). Между урожайностью и натурной массой установлена высокая корреляционная зависимость (r=0,58 – 0,94).

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННО ЗАСУШЛИВОЙ КОЛОЧНОЙ СТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

В сложившихся для данной зоны условиях технологии возделывания яровой пшеницы исследуемые сорта показали высокую рентабельность от 127,4 % до 226,2% (табл.8). Более высокорентабельны для возделывания позднеспелые сорта: Алтайская 105 (226,7%) и Омская 28 (193,7%).

Таблица 8.  Экономическая эффективность возделывания сортов яровой мягкой пшеницы, 2005-2008 гг.

Сорта

Урожайность,т/га

Затраты,руб/га

Прибыль,руб/га

Рентабельность, %

Алтайская 98

2,56

3581,14

5174,05

144,5

Омская 36

2,58

3622,54

5001,06

130,8

Новосибирская15

2,32

3489,60

4444,79

127,4

Алтайская100

3,07

3733,60

6765,79

181,2

Зебра

2,50

3522,19

5027,80

142,7

Алтайская 325

2,89

3773,14

6110,65

162,0

Алтайский простор

2,93

3792,91

6317,68

170,6

Омская 28

3,14

3656,78

7082,01

193,7

Алтайская 105

3,68

3858,75

8726,84

226,2

ВЫВОДЫ

  1. В условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края рост и развитие растений пшеницы находятся в тесной зависимости от метеорологических условий. Всходы появляются через 5 – 9 дней при достаточных запасах продуктивной влаги. При низких запасах период удлиняется до 8 – 12 дней в зависимости от сорта. Всхожесть в посевах в разные годы колебалась от 51 до 70%. При низкой влагообеспеченности всхожесть составляла 24 – 46%, в благоприятных условиях 62 – 81%. Выживаемость равнялась в среднем 37 – 55%.
  1. Закладка колосков и цветков в колосе зависят от условий влаго- и теплообеспеченности III – V этапов органогенеза. Наибольшее количество колосков и цветков закладывалось в годы с лучшими условиями увлажнения (от 11 до 20 колосков и от 32,8 до 88,0 цветков в колосе). На V – VIII этапах органогенеза происходит сброс колосков в колосе, который достигал 27%. Минимальный процент редукции колосков и цветков  был у сортов Алтайская 325 (10%), Зебра (14%) и Омская 28 (15%). На IX этапе органогенеза наблюдалась редукция цветков в колосе до 76% в условиях повышенных температур. Высокой сохранностью цветков отличались сорта Омская 36 (50%), Зебра (60%), Омская 28 (45%) и Алтайская 105 (46%).
  1. Агроклиматические факторы на разных этапах органогенеза оказывают на формирование урожайности неодинаковое воздействие. На III – IV и  V – VIII этапах установлена тесная связь урожайности с запасами продуктивной влаги в почве в годы с недостаточным увлажнением (r=0,68 – 0,71), а в годы с достаточным влагообеспечением - от суммы температур этого периода (r=0,49 – 0,81). На IX и  X – XI этапах органогенеза (фаза цветения и формирования зерновки) эти связи ослабевают.
  1. Потенциально возможный урожай пшениц, рассчитанный на основе IV этапа органогенеза, составил от 3,0 до 12,2т/га. В зависимости от условий тепло- и влагообеспеченности вегетационного периода происходят потери потенциальной урожайности на разных этапах органогенеза. Наибольший процент потерь падает на период IX этапа до 31,5%. Реализовано в виде фактического урожая в среднеранней, среднеспелой и среднепоздней группах в разные годы 40 – 94%, 53 – 95%, 49 – 99% соответственно.
  1. Площадь листьев в фазу колошения варьировала у разных сортов от 16,90 до 36,25 тыс.м2/га. Наибольшую площадь листьев формировали сорта Алтайская 98 (27,1 тыс.м2/га), Зебра (32,7 тыс.м2/га) и Алтайская 105 (36,3 тыс.м2/га). Между площадью листьев и урожайностью  установлена зависимость (0,70 – 0,99). ФСП изменялся в среднем от 0,71 до 1,60 млн. м2 дн./га и  достигал оптимальной величины 3,14-3,85 млн.м2 дн./га в благоприятных условиях у среднеспелых  и среднепоздних сортов в 2008 году. Величина ЧПФ в среднем составляла 5,55 - 11,43 г/м2сутки, что свидетельствует об эффективной работе листьев. КПД фотосинтеза в среднем был на уровне 1,10 – 1,64%, что позволяет отнести посевы пшеницы к средним по уровню использования ФАР.
  1. Продолжительность периода налива зерна зависит от погодных условий. В более засушливых условиях налив зерна и формирование урожайности сортов разной спелости протекает на 7 дней раньше, чем в более увлажнённых условиях, что позволяет скорректировать сроки уборки урожая.
  1. Определяющими элементами продуктивности сортов яровой мягкой пшеницы являются количество колосков, зёрен в колосе и масса 1000 зёрен. Урожайность раннеспелых сортов за годы исследований составила 2,32 - 2,58т/га; среднеспелых 2,50 - 3,07 т/га; среднепоздних 2,93 - 3,68 т/га. Из изучаемых сортов по продуктивности выделились сорта: Алтайская 105 (3,68 т/га), Омская 28 (3,14 т/га), Алтайская 325 (2,89 т/га), Омская 36 (2,58 т/га).
  2. По содержанию белка сорта пшеницы характеризуются высокими показателями от 16,1 до 18,6%. Натурная масса (от 814 до 828г/л) свидетельствует о выполненности зерна. Между урожайностью и натурной массой установлена корреляционная зависимость r=0,58 – 0,94.
  1. В сложившихся для данной зоны условиях технологии возделывания яровой пшеницы исследуемые сорта показали высокую рентабельность от 127,4 до 226,2%. Более высокорентабельны  позднеспелые сорта

Предложение  производству

Особенности проявления механизмов продукционного процесса у сортов яровой мягкой пшеницы строго индивидуальны, поэтому каждый уровень интенсификации требует подбора сортов и главным критерием при этом должно быть число растений к уборке, масса зерна 1 колоса и масса 1000 зёрен. В условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края следует использовать сорта: Омская 36, Алтайская 325, Омская 28, Алтайская 105.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Гладков Ю.А Налив зерна яровой мягкой пшеницы у сортов различной скороспелости / Ю.А.Гладков, Ю.В. Евтефеев, Л.В. Кобцева, Н.Н. Бартая // Вестник АГАУ. - 2006.- № 4. – С. 14-19.

2. Кобцева Л.В. Сравнительная оценка сортов яровой пшеницы алтайской селекции по продуктивности / Л.В. Кобцева, Т.Г. Хижникова // Перспективы развития агропромышленного комплекса России. (Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции.). – Москва. - 2008. – С. 157-160.

3. Кобцева Л.В. Формирование урожайности яровой мягкой пшеницы различной спелости в условиях умеренно-засушливой колочной степи Алтайского края / Л.В. Кобцева // Молодые учёные – сельскому хозяйству Алтая. (Сборник научных трудов.). - Барнаул. - 2009. - Вып. 4.- С.28-30.

4. Кобцева Л.В. Влияние биопрепарата и удобрений на продуктивность яровой пшеницы / Л.В. Кобцева, Т.Г. Хижникова, Н.В. Чернецова // Научное обеспечение агропромышленного производства. (Международная научно-практическая конференция, 20-22 января 2010.). – Курск: изд-во с. – х. акад. - 2010. – С. 289–293.

5. Курсакова В.С. Развитие яровой пшеницы при использовании биопрепарата корневых диазотрофов и удобрений / Т.Г. Хижникова, Н.В. Чернецова, Л.В. Кобцева, Л.В. Соколова // Аграрная наука сельскому хозяйству. (IV Международная научно-практическая конференция, 18 марта.). -  Барнаул, 2010.- С. 313-316.

6. Кобцева Л.В. Сравнительная оценка сортов яровой пшеницы по спелости и наливу зерна / Л.В. Кобцева // Аграрная наука сельскому хозяйству. (VII Международная научно-практическая конференция.). -  Барнаул. -  2012. – С. 352-355.

7. Кобцева Л.В. Изучение влияния природно – климатических факторов на урожайность яровой мягкой пшеницы на разных этапах органогенеза  / Л.В. Кобцева, Л.А. Ступина // Вестник АГАУ. - 2012. -  № 4. – С.

 




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.