Russian Federation
g. Kazan', Russian Federation
UDK 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
BBK 41 Общее растениеводство
In 2018-2019 in the Republic of Tatarstan the studies were carried out to study the effect of sowing dates and seeding rates on productuvuty of new varieties of winter wheat to identify the optimal elements of cultivation technology. The experiment scheme provided for the study of the following options: variety (factor A) - Darina, Universiada, Sultan; sowing time (factor B) - September 1 ... 2 (first, optimal), September 15 ... 17 (second); seeding rate (factor C) - 5.0; 5.5; 6.0; 6.5 million viable seeds per hectare. The predecessor is pure steam. Plot area 25 m2. The formation of the grain yield was mainly influenced by the sowing period (28.6%), the choice of the variety (21.2%) and the interaction of the three factors studied (15.8%). Universiada variety formed a yield of 4.91 t/ha during the first sowing period with a pure fallow and a seeding rate of 5.5 million pcs/ha. Sowing after September 15 resulted in a 33.78% decrease in the productivity of this variety. Darina variety formed the highest stand density among all the studied genotypes, both at the first (551.5 pieces/m2) and at the second (476.0 pieces/ m2) sowing dates. The highest grain yield of this variety was noted with the optimal (first) sowing period for pure fallow and the seeding rate of 6.0 million pcs/ha - 4.70 t/ha. A shift in sowing to a later date reduced its yield by 26.48%. Sultan variety formed the highest grain yield when sowing on September 1 ... 2 on a clean fallow with a seeding rate of 6.0 million pcs/ha. With a delay in sowing, like other varieties, the value of this indicator decreased by 24.65%. The analysis of correlations showed the dependence of the yield at the optimal sowing time in a medium degree on the grain size (r = 0.66), with a late one - on the number of productive stems for harvesting (r = 0.56). Key words: winter wheat (Triticum aestivum L.), variety, productivity, yield, grain weight, correlation
winter wheat (Triticum aestivum L.), variety, productivity, yield, grain weight, correlation
Озимая пшеница – сельскохозяйственная культура с наиболее высоким биологическим потенциалом продуктивности в условиях Среднего Поволжья, реализация которого во многом зависит от условий возделывания. В Поволжье она может формировать урожаи значительно выше, чем другие зерновые. Озимая пшеница – хороший предшественник в севооборотах, кроме того, она имеет большое значение в качестве страховой культуры в засушливые годы. Селекцию озимой пшеницы в нашей стране осуществляют многие научно-исследовательские учреждения, расположенные в разных почвенно-климатических зонах. Это позволяет создавать высокопродуктивные и высококачественные сорта для конкретных условий [1]. В последние годы в селекции озимой пшеницы достигнуты значительные успехи. В Государственный реестр селекционных достижений включены 320 сортов озимой пшеницы, из которых 36 допущены к использованию по Средневолжскому региону [2]. Многие десятилетия в Республике Татарстан распространение озимой пшеницы сдерживала низкая морозостойкость, которая отрицательно сказывалась на урожае и его качестве. Благодаря созданию и внедрению адаптированных к местным условиям сортов Казанская 560, Казанская 285, Надежда, Дарина [3], площади возделывания озимой пшеницы за последние годы возросли с 76,1 тыс. га в 1999 г. до 380 тыс. га в 2017 г., а доля сортов Татарского НИИСХ в валовом сборе зерна Республики Татарстан превысила 50 %. Сорта местной селекции высокозимостойки и засухоустойчивы, формируют относительно стабильные по годам и технологиям возделывания урожаи зерна, что очень важно для региона с неустойчивыми погодными условиями.
Одна из главных задач сельского хозяйства – производство зерна высокого качества. Основа ее решения – создание и распространение новых сортов пшеницы, сочетающих два этих признака. Производство высококачественного зерна возможно только при постоянном контроле качества на всех этапах селекционного процесса, испытания, районирования и выращивания [4].
Вклад сорта в уровень урожайности может достигать 20…50 % [5]. При этом реализовать свой потенциал продуктивности и качества зерна он может только, если технология возделывания в наибольшей степени соответствует биологическим особенностям сорта.
Изменения, обусловленные созданием высокоурожайных сортов с качественным зерном озимой пшеницы, произошедшие в последние десятилетия, поставили новые задачи по разработке технологических приёмов, направленных на наиболее полную реализацию генетического потенциала продуктивности сортов, благодаря их пластичности и энергоёмкости [6]. При этом доказано, что для совершенствования современного сельскохозяйственного производства необходима отработка технологии возделывания пшеницы как в целом, так и отдельных ее аспектов [7, 8, 9].
Вопросы применения конкретных приемов агротехники, их соответствие климатическим условиям возделывания, биологическим особенностям сорта остаются дискуссионными, несмотря на достаточно глубокую изученность. Следовательно, проведение исследовательской работы по этим вопросам актуально как для науки, так и для всего сельскохозяйственного производства.
Цель исследований – изучение влияния сроков сева и норм высева на урожайность новых сортов озимой пшеницы для выявления оптимальных элементов технологии возделывания.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
установить влияние сроков посева и норм высева на густоту продуктивного стеблестоя озимой пшеницы;
определить особенности формирования элементов структуры урожая при различных сроках и нормах высева;
выявить корреляционные связи между урожайностью и элементами структуры урожая при изменении сроков сева озимой пшеницы.
Условия, материалы и методы исследований. Исследования проводили в 2018–2019 гг. в Татарском НИИСХ (с. Большие Кабаны Лаишевского района Республики Татарстан). Почва – серая лесная со следующими агрохимическими характеристиками: содержание гумуса (по Тюрину) – 3,0…3,1 %, подвижного фосфора и калия (по Кирсанову) – 260…278 и 120…140 мг/кг почвы соответственно, кислотность солевой вытsяжки – 5,3…5,5 ед. рН. Предшественник – чистый пар. Посев осуществляли по общему фону сложных минеральных удобрений из расчета под планируемую урожайность 6 т/га сеялкой ССФК-7. Площадь делянки – 25 м2. Повторность – шестикратная. Технология возделывания общепринятая в республике.
Схема опыта предусматривала следующие варианты: сорт (фактор А) – Дарина, Универсиада, Султан; срок сева (фактор В) – 1…2 сентября (первый), 15…17 сентября (второй); норма высева (фактор С) – 5,0; 5,5; 6,0; 6,5 млн всхожих семян/га.
Сорт Дарина создан методом внутривидовой гибридизации с последующим индивидуальным отбором из гибридной популяции (Омская озимая × Казанская 560) × Казанская 285. Разновидность – эритроспермум. Сорт среднеспелый. За годы конкурсного испытания урожайность составила 4,89 т/га, превысив стандарт на 0,95 т/га. Включен в список сортов пшеницы ценных по качеству зерна. Устойчив к снежной плесени и фузариозу. Рекомендован к использованию по Средневолжскому региону Российской Федерации. Сорт формирует стабильные урожаи зерна при возделывании по чистому и занятому пару при типичной для культуры агротехнике. При внесении 1 кг действующего вещества азота дает прибавку от 10 до 12 кг зерна, что свидетельствует о высокой отзывчивости на внесение минеральных удобрений.
Сорт Универсиада создан методом внутривидовой гибридизации с последующим индивидуальным отбором из гибридной популяции (Казанская 285 × Омская озимая) × Казанская 285. Разновидность – эритроспермум. Сорт среднеспелый. Вегетационный период составляет 332…336 дней, созревает в условиях республики Татарстан позже стандартного сорта Казанская 560 на 3…5 дней. Высота растений составляет в среднем 60,4 см. Сорт интенсивного типа с прочной соломиной, устойчив к полеганию, допущен к использованию по Средневолжскому региону и включен в списки пшениц ценных по качеству зерна [10].
Сорт Султан создан методом внутривидовой гибридизации с последующим индивидуальным отбором из гибридной популяции (Казанская 84 × Московская 39) × Казанская 285. Сорт среднеспелый. Вегетационный период 325…330 дней. Разновидность – гостианум. Характеризуется высокой морозо- и зимостойкостью, стабильной урожайностью. Выдерживает понижение температуры на уровне узла кущения в зимний период до -20 0С. Устойчив к весенним заморозкам, обладает хорошей репарационной способностью (отрастанию побегов). В средней степени поражается бурой ржавчиной, мучнистой росой. Высоко устойчив к снежной плесени.
Метеоусловия зимнего периода 2017/18 сельскохозяйственного года не осложняли перезимовку растений. Однако весенняя вегетация началась позже среднемноголетних сроков. Полный сход снега с полей отмечали 20 апреля. Развитие растений сдерживали низкие температуры воздуха и почвы. Формирование зерновки и налив зерна проходили в засушливых условиях (ГТК 0,2…0,4), что ускорило отток пластических веществ в зерновку и созревание растений. Зимой 2018/19 сельскохозяйственного года минимальная температура почвы на глубине залегания узла кущения озимых культур не опускалась ниже -1…-7 °С. Неблагоприятным для растений фактором было длительное сохранение снежного покрова на полях. Резкие суточные перепады температуры воздуха после схода снега привели к дополнительной изреженности ослабленных перезимовкой растений. В период налива и созревания зерна ГТК составил 1,3…1,8, что позволило растениям сформировать крупное зерно.
Статистическую обработку результатов
осуществляли методом трехфакторного дисперсионного анализа.
Анализ и обсуждение результатов исследований. Согласно результатам дисперсионного анализа основное влияние на величину урожайности оказывал фактор «срок сева», на долю которого приходилось 28,6 %. Факторы «сорт» и «нормы высева» определяли соответственно 21,2 % и 12,1 % урожайности, взаимодействие «сорт × срок сева», «сорт × норма высева» – 10,4 и 8,6 %, взаимодействие всех трех факторов – 15,8 %.
В среднем за годы исследований разброс урожайности изучаемых сортов варьировал от 2,79 до 4,91 т/га (табл. 1). Средняя величина этого показателя при первом (оптимальном) сроке сева у сорта Дарина составила 4,39 т/га, Универсиада – 4,69 т/га, Султан – 4,60 т/га. Самой высокой (4,91 т/га) она была у сорта Универсиада. При втором сроке посева в среднем по нормам высева сбор зерна у сорта Дарина снизился на 26,48 %, Универсиада – на 33,78 %, Султан – на 24,65 %.
В целом в меньшей степени реагировал на
поздний срок сева сокращением урожайности сорт Султан, который в этих условиях сбор зерна (3,43 т/га) был выше, чем у других изучаемых генотипов. Сорт Универсиада необходимо высевать в оптимальные сроки, так как при позднем посеве он резко снижал урожайность на 27,96...40,98 % в зависимости от нормы высева.
Изучаемые сорта по-разному реагировали на изменение нормы высева. При первом сроке сева сорта Дарина и Султан самую высокую урожайность сформировали при посеве 6,0 млн шт./га – 4,70 и 4,85 т/га соответственно. У Универсиады наибольшей (4,91 т/га) она была в варианте нормой 5,5 млн шт./га. При втором сроке сева (позднем) у всех изучаемых сортов отмечали наибольшую зерновую продуктивность при самой высокой норме высева 6,5 млн шт./га: Дарина – 3,54; Универсиада – 3,41; Султан – 3,76 т/га.
При втором сроке сева густота продуктивного стеблестоя в среднем по трем сортам
снижалась на 45,4 стеблей/м2. К уборке наибольшую величину этого показателя отмечали у сорта Дарина как при первом (551 шт.), так и втором (476 шт.) сроке сева.
Генотипы значительно различались по высоте растения. Наиболее короткостебельным был сорт Универсиада: 83,1 см при первом и 76,0 см и втором сроке сева. Самым высокорослым – сорт Султан: 101,8 см и 99,8 см соответственно. Наиболее крупное зерно формировал сорт Дарина, масса 1000 зерен при оптимальном сроке сева составила 39,6 г, при позднем – 36,9 г.
При втором сроке сева высота растений уменьшалась в среднем по трем сортам на 3,5 см; масса зерна с колоса – на 0,1 г, масса 1000 зерен – на 2,3 г. Одновременно озерненность колоса увеличилась на 0,5 шт. с колоса, что, по-видимому, связано с увеличением площади питания из-за уменьшения количества продуктивных стеблей (табл. 2).
Установлена средняя положительная сопряженность (r=0,56) урожайности и количества продуктивных стеблей к уборке при втором сроке сева (табл. 3). Коэффициент корреляции между этими признаками при первом сроке сева был незначительным (r=0,003). Урожайность сортов в слабой степени зависела от высоты растений как при первом сроке сева (r=0,093), так и при втором (r=0,049). При втором сроке сева сбор зерна в меньшей степени определялся массой 1000 зерен (r=0,23), чем при первом (r=0,66). Таким образом, можно сделать вывод о том, что урожайность при первом сроке сева в большей степени зависела от крупности зерна (массы 1000 зерен), а при втором – от количества продуктивных стеблей к уборке.
Выводы. На формирование урожайности изучавшихся сортов озимой пшеницы основное влияние оказывали срок посева (28,6%), выбор сорта (21,2 %) и взаимодействие трех факторов (15,8%). Нормы высева влияли на продуктивность при оптимальном сроке сева в меньшей степени, при позднем – в большей.
Сорт озимой мягкой пшеницы Универсиада сформировал наиболее высокую урожайность среди изученных при оптимальном сроке сева (1…2 сентября) и норме высева 5,5 млн шт./га – 4,91 т/га. Запаздывание с посевом до 15 сентября приводило к снижению урожайности на 33,78 %
Сорт Дарина формировал самый густой стеблестой среди изученных сортов при обоих сроках сева – 551,5 и 476,0 шт./м2 соответственно. Наибольшую его урожайность отмечали при первом сроке сева по чистому пару и норме высева 6,0 млн шт./га – 4,70 т/га. При более позднем посеве она снижалась на 26,48 %.
У сорта Султан самая высокая продуктивность отмечена при посеве 1…2 сентября по чистому пару с нормой высева 6,0 млн шт./га. Он в меньшей степени, чем другие изученные генотипы, снижал урожайность при запаздывании с посевом – на 24,65 %.
При позднем сроке сева лучшая урожайность всех изучаемых сортов отмечена при самой высокой норме высева (6,5 млн шт./га): Дарина – 3,54; Универсиада – 3,41; Султан – 3,76 т/га.
При оптимальном сроке сева урожайность находилась в зависимости от средней степени крупности зерна (r=0,66), а при позднем посеве – от количества продуктивных стеблей к уборке (r=0,56).
Cведения об источнике финансирования. Работа выполнена в рамках государственного задания: Мобилизация генетических ресурсов растений и животных, создание новаций, обеспечивающих производство биологически ценных продуктов питания с максимальной безопасностью для здоровья человека и окружающей среды. Номер регистрации: АААА-А18-118031390148-1.
1. Assortment of winter soft wheat for the Central region of Russia with an increased potential for productivity and quality. [Sortiment ozimoy myagkoy pshenitsy dlya Tsentralnogo regiona Rossii s povyshennym potentsialom produktivnosti i kachestva]. / B.I. Sandukhadze, G.V. Kochetygov, M.I. Rybakova and others. // Vestnik Orel GAU. - The Herald of Orel SAU. 2012. №3 (36). P. 4-8.
2. Gosudarstvennyy reestr sortov FGBU “Gossortkomissiya po ispytaniyu i okhrane selektsionnykh dostizheniy”. (State register of varieties of “State variety commission for testing and protection of breeding achievements”). Available at: https://gossortrf.ru/gosreestr/ (date of access 26.06.2020).
3. New varieties of winter wheat bred by Tatar Research Institute of Agriculture. [Novye sorta ozimoy pshenitsy selektsii Tatarskogo NII selskogo khozyaystva]. / I.D. Fadeeva, M.Sh. Tagirov, G.N. Valiullina and others. // Vestnik Kazanskogo GAU. - The Herald of Kazan State Agrarian University. 2015. № 3. P. 152-155.
4. Berkutova N.S., Sandukhadze B.I., Soboleva E.V. and others. Milling properties of grain of promising varieties of winter wheat. [Mukomolnye svoystva zerna perspektivnykh sortov ozimoy pshenitsy]. // Khleboprodukty. - Bakery products. №11. 2010. P. 51-53.
5. Sandukhadze B.I. Selektsiya ozimoy pshenitsy v tsentralnom regione Nechernozemya Rossii. [Breeding of winter wheat in the central region of Non-Black Earth region of Russia]. M.: OOO “NIPKTs Voskhod-A”, 2011. P. 264.
6. Melnik A.F., Kondrashin B.S. Adaptive technology for increasing the yield and quality of winter wheat grain. [Adaptivnaya tekhnologiya povysheniya urozhaynosti i kachestva zerna ozimoy pshenitsy]. // Zernovoe khozyaystvo Rossii. - Grain economy of Russia. 2013. №6. P. 39-43.
7. Identification of the most sensitive parameters of winter wheat on a global scale for use in the epic model / X. Zhang, H. Guo, R. Wang, et al. // Aqronomy Jornal. 2017. Vol. 109. No. 1. P. 58-70.
8. Nutrient dynamics in soil solution and wheat response after biomass ash amendments / F. Mercl, J. Szakova, P. Tlustos, et al. // Agronomy Journal. 2016. Vol. 108. No. 6. P. 2222-2234.
9. Whtat response to no-tillage and nitrogen fertilization in a long - term fava bean -based rotation / S. A. Ali, L. Tedone, L. Verdini, et al. // Agronomy. 2019. Vol. 9. No. 2. P. 50-56
10. Fadeeva I.D., Tagirov M.Sh., Gazizov I.N. Universiade - a new variety of winter soft wheat for middle Volga region. [Universiada - novyy sort ozimoy myagkoy pshenitsy dlya Srednego Povolzhya]. // Vestnik Kazanskogo GAU. - The Herald of Kazan State Agrarian University. 2018. № 1 (48). S. 74-77.
