Kazan', Russian Federation
The quantity and quality of the obtained yields of spelt (Triticum dicoccum) largely depends on the conscious choice of the variety, the use of the necessary nutrients in optimal quantities at critical phases of plant development in specific soil and climatic conditions. The purpose of these studies is to assess the effect of foliar fertilization with nitrogen fertilizers on the yield of spelt varieties. Field experiments were conducted in 2021-2022 on gray forest soils of Agrobiotechnopark LLC at the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Kazan State Agrarian University. Agrochemical indicators of the site: the content of humus 3.6%, mobile phosphorus according to Kirsanov in the modification of Tsinao 262 mg / kg, exchangeable potassium 125-185 mg /kg, soil acidity – 6.2 pH. The doses of mineral fertilizers were determined by the calculation and balance method to obtain 3 tons/ha of grain, which amounted to N35P23K5. A single foliar top dressing was carried out
spelled wheat (Triticum dicoccum), germination, survival of seedlings, fertilizers, foliar feeding, yield
Введение. Пшеница двузернянка (Triticum dicoccum) является древнейшей культурой, который человек начал возделывать. Но со временем посевные площади этого вида пшеницы начали уменьшаться из-за того, что ее место начала занимать более урожайный вид – мягкая пшеница (Triticum aestivum). Пшеница двузернянка может легко произрастать на бедных почвах, и подходит для органического земледелия [1, 2, 3]. Кроме того, двузернянка имеет широкую экологическую пластичность, засухоустойчивость и другие важные адаптационные признаки [4, 5, 6]. Еще одним достоинством этой культуры является наличие плотно прилегающих к зерновке цветковых чешуй, которые защищают ее от различных патогенов. Все эти качества являются основой для получения экологически безопасной продукции [7, 8].
Исследования показывают, что внекорневая подкормка пшеницы в фазах кущения, выхода в трубку и колошения может значительно повысить урожайность и качество зерна. Однако, оптимальные результаты достигаются при подкормке через листья растений в фазу репродуктивного развития пшеницы. Этот метод подкормки позволяет быстрее и непосредственно поставлять питательные вещества в растение, улучшая его питание и способствуя активному формированию зерен [9]. Неоспоримо, для повышения урожайности необходимо создать оптимальные условия, учитывая биологические особенности определенного сорта [10]. Многие исследователи подчеркивают важность использования азотных удобрений для повышения урожайности и качества зерна пшеницы [11, 12]. Азот является одним из основных питательных веществ для растений и играет ключевую роль в их росте и развитии [13, 14, 15]. Различные виды пшеницы не одинаково реагируют на азотные подкормки, при этом значение имеют также способы и сроки внесения азотных подкормок [16, 17, 18].
Цель исследований – оценка особенностей влияния некорневых подкормок азотными удобрениями на продуктивность сортов пшеницы полбы.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились с пшеницей полбой образец к-10456 (Коллекционный образец ВИР им. Вавилова «к-10456» Triticum dicoccum var. serbicum) и сортом Руно (Triticum dicoccum var. aeruginosum) 2021-2022 гг. на опытном поле ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ». Семена соответствовали посевным стандартам качества. [X1] Почвы экспериментального участка серые лесные, среднесуглинистые. Агрохимический состав: содержание гумуса по Тюрину 3,6 %, подвижного фосфора – 262 мг/кг (по Кирсанову), обменного калия – 125…185 мг/кг (по Кирсанову), кислотность почвы – 6,2 рН. Дозы минеральных удобрений установили расчётно-балансовым методом на получение 3 т/га зерна, которые составили N35P23K5 (Основное удобрение: Аммиачная селитра, суперфосфат двойной, калий хлористый, для подкормок карбамид).[X2] Однократную некорневую подкормку проводили в фазе выхода в трубку дозой N15, а двухкратную в фазе выхода в трубку дозой N7,5 и колошения дозой N7,5. Предшественник – озимая пшеница. В полевых опытах придерживались общепринятой агротехники, за исключением изучаемых вариантов.
Схемой полевого опыта предусматривались изучение следующих факторов и вариантов:
Сорта пшеницы полбы (фактор А) – образец к-10456 и Руно. [X3]
Фон минерального питания и некорневые подкормки (фактор В):
1. Без удобрений (контроль);
2. Расчёт минеральных удобрений на урожайность зерна в 3 т/га (N35P23K5);
3. Расчёт удобрений на урожайность зерна в 3 т/га (N35P23K5) и одна некорневая подкормка дозой N15;
4. Расчёт удобрений на урожайность зерна в 3 т/га (N35P23K5), некорневые подкормки в фазе выхода в трубку и в фазе колошения дозой N7,5 (карбамид).
Норма высева 4,5 млн. всхожих семян на гектар, глубина заделки 5 см. Площадь делянки – 26 м2. Повторность – 4-х кратная. Наблюдения за посевами осуществляли по методикам Государственного сортоиспытания. Содержание NPK в почве и в растениях определяли в лаборатории ФГБУ «Центр агрохимической службы «Татарский». Биологическую урожайность и его структуру определяли методом снопового анализа. Уборку урожая осуществляли по делянкам в фазу полной спелости. Учёт урожайности проводили с пересчётом на стандартную 14% влажность и 100% чистоту зерна. Качественные показатели зерна были определены в соответствии со стандартными методиками в лаборатории Центра агроэкологических исследований ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ». Статистическую обработку полученных результатов проводили по Б.А. Доспехову (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта // 5-е изд. М.: Агропромиздат. - 1985. 351 с.).
Результаты и обсуждение. Метеорологические условия в вегетационный период пшеницы полбы в 2021 году были не благоприятными (рис. 1). [X4] С фазы кущения до созревания период [X5] был засушливым, гидротермический коэффициент за май, июнь, июль, август составили соответственно 0,63, 0,32, 0,35, 0,35. В 2022 году недостаточное количество тепла в мае не позволило начать полевые работы в оптимальные сроки, но в дальнейшем равномерное повышение суммы активных температур в июне-августе повлияли положительно на рост и развитие яровой пшеницы.
Рисунок 1. Метеорологические условия в вегетационный период пшеницы полбы за годы исследований
В 2021 году количество всходов пшеницы полбы по образцу к-10456 составили 67,3 … 71,3 %, по сорту Руно – 63,3 … 67,3 %, а в 2022 году по образцу к-10456 – 83,1 … 89,1 %, по сорту Руно – 69,1 … 72,7 % (рис. 2, 3). За два года исследований полевая всхожесть у образца к-10456 чуть выше, чем по сорту Руно. Фон минерального питания не повлиял на этот показатель. Использование расчётных доз минеральных удобрений и азотных подкормок способствовали лучшему сохранению количества всходов к уборке у обоих сортов пшеницы полбы. Внесение N35P23K5 и некорневые подкормки в фазе выхода в трубку, колошения дозой N7,5 увеличили сохранность растений по сравнению с контролем у образца к-10456 на 2,2 … 3 %, у сорта Руно – на 2,2 %.
Рисунок 2. Полевая всхожесть и сохранность растений (%) сортов пшеницы полбы в зависимости от использования некорневых подкормок, 2021 год
Рисунок 3. Полевая всхожесть и сохранность растений (%) сортов пшеницы полбы в зависимости от использования некорневых подкормок, 2022 год
Фон минерального питания и некорневые подкормки не оказали влияния на ростовые процессы пшеницы полбы в 2021 году, когда с мая по август выпало малое количество осадков 97 мм. Особенно нехватка осадков наблюдалось в первой и второй декадах июня, составив всего 3 % от нормы, а средняя температура воздуха составила 20,7 °С, что превысило среднемноголетнее значение на 23 %. Увеличение числа продуктивных стеблей к уборке на единицу площади в 2021 году по образцу к-10456 на удобренном фоне составило на 17 … 42 шт./м², в 2022 – на 10 … 17 шт./м², а по сорту Руно в 2021 году на 6 … 22 шт./м², в 2022 году на 34 … 38 шт./м² (табл. 1).
Таблица 1 – Элементы структуры урожайности пшеницы полбы в зависимости от использования некорневых подкормок, 2021-2022 гг.
|
Некорневые подкормки (В) |
Годы |
Число продуктивных стеблей к уборке, шт./м2 |
Длина стебля, см |
Длина колоса, см |
Число зерен в колосе, шт. |
Масса зерна с 1 колоса, г |
|
Образец к-10456 (А) |
||||||
|
Контроль |
2021 |
254 |
99 |
4,3 |
22 |
0,56 |
|
2022 |
430 |
101 |
4,5 |
23 |
0,79 |
|
|
N35 P23K5 |
2021 |
271 |
103 |
4,6 |
24 |
0,66 |
|
2022 |
447 |
105 |
5,1 |
25 |
0,85 |
|
|
N35 P23K5 +N15 |
2021 |
271 |
106 |
4,6 |
24 |
0,65 |
|
2022 |
440 |
105 |
4,7 |
25 |
0,86 |
|
|
N35 P23K5+N7,5 +N7,5 |
2021 |
296 |
99 |
4,7 |
24 |
0,67 |
|
2022 |
424 |
103 |
5,0 |
26 |
0,96 |
|
|
Сорт Руно (А) |
||||||
|
Контроль |
2021 |
242 |
71 |
4,2 |
22 |
0,66 |
|
2022 |
299 |
72 |
4,6 |
24 |
0,94 |
|
|
N35 P23K5 |
2021 |
250 |
69 |
4,5 |
24 |
0,76 |
|
2022 |
333 |
78 |
4,2 |
22 |
0,90 |
|
|
N35 P23K5 +N15 |
2021 |
264 |
72 |
4,5 |
24 |
0,78 |
|
2022 |
337 |
76 |
4,2 |
22 |
0,87 |
|
|
N35 P23K5+N7,5 +N7,5 |
2021 |
248 |
70 |
4,5 |
24 |
0,82 |
|
2022 |
337 |
75 |
4,0 |
21 |
0,81 |
|
На вариантах, где использовали удобрения и азотные подкормки увеличились и другие биометрические показатели: длина стебля, число зерен в колосе, масса зерна с 1 колоса. Сравнительно большое увеличение продуктивной кустистости по удобренному фону по сорту Руно в 2022 году по сравнению с контролем снизило массу зерна с 1 колоса на 0,04 … 0,12 г.
Урожайность зерна пшеницы полбы по образцу к-10456 на контроле составила в 2021 году – 1,18 т/га, в 2022 – 3,40 т/га, а по сорту Руно на контроле в 2021 – 1,60 т/га, в 2022 – 2,77 т/га (табл. 2).
Таблица 2 – Продуктивность сортов пшеницы полбы (т/га) в зависимости от использования некорневых подкормок, 2021-2022 гг.
|
Некорневые подкормки (В) |
Урожайность, т/га |
Прибавка к контролю |
|||
|
2021 г. |
2022 г. |
Средняя за 2021-2022 гг. |
т/га |
% |
|
|
Образец к-10456 (А) |
|||||
|
Контроль |
1,18 |
3,40 |
2,29 |
- |
- |
|
N35 P23K5 |
1,49 |
3,65 |
2,57 |
0,28 |
12,2 |
|
N35 P23K5 +N15 |
1,47 |
3,76 |
2,62 |
0,33 |
14,4 |
|
N35P23K5+N7,5 +N7,5 |
1,65 |
3,97 |
2,81 |
0,52 |
22,7 |
|
Сорт Руно |
|||||
|
Контроль |
1,60 |
2,77 |
2,19 |
- |
- |
|
N35 P23K5 |
1,84 |
2,84 |
2,34 |
0,15 |
6,8 |
|
N35 P23K5 +N15 |
1,90 |
2,88 |
2,39 |
0,20 |
9,1 |
|
N35P23K5+N7,5 +N7,5 |
1,94 |
2,68 |
2,31 |
0,12 |
5,5 |
|
НСР05 т/га для |
(А)=0,062; (В, АВ) =0,49; (частных средних) =0,49 |
(А)=0,069; (В, АВ) =0,56; (частных средних) =0,56 |
|
|
|
На расчётном фоне минеральных удобрений N35P23K5 за годы исследований прибавка урожайности в сравнении с контролем по образцу к-10456 составила 0,28 т/га, по сорту Руно – 0,15 т/га. Использование на расчётном фоне удобрений одной некорневой подкормки дозой N15 в фазе выхода в трубку пшеницы обеспечило по образцу к-10456 0,33 т/га прибавки, по сорту Руно – 0,20 т/га. Использование на этом же фоне двух некорневых подкормок дозами по N7,5 в фазе выхода в трубку и колошения обеспечили прибавку по образцу к-10456 0,52 т/га, а по сорту Руно только 0,12 т/га.
У многих сортов яровой пшеницы при формировании сравнительно больших урожаев качественные показатели зерна, как содержание белка, содержание клейковины уменьшаются. В 2021 засушливом году при формировании не большой урожайности массовая доля белка в зерне образца к-10456 в среднем достигла 21,0 %, а по сорту Руно – 19,7 %, а в 2022 более благоприятном году эти показатели снизились по образцу к-10456 до 14,2 %, по сорту Руно до 15,0 % (табл. 3). Фон минерального питания и некорневые подкормки способствовали формированию более крупного зерна, по сравнению с контролем по обеим сортам пшеницы полбы, а также не допустили большого снижения массовой доли белка в зерне. У сорта Руно по сравнению с образцом к-10456 масса 1000 зерен в среднем за 2021-2022 годы была больше на 4,8 г.
Таблица 3 – Показатели качества зерна сортов пшеницы полбы в зависимости от фона питания и некорневых подкормок[X6] , 2021-2022 гг.
|
Некорневые подкормки (В) |
Массовая доля белка, % |
Масса 1000 зерен, г |
||||
|
2021 г. |
2022 г. |
средняя |
2021 г. |
2022 г. |
средняя |
|
|
Образец к-10456 (А) |
||||||
|
Контроль |
21,2 |
13,8 |
17,5 |
25,6 |
34,3 |
30,0 |
|
N35 P23K5 |
21,9 |
14,9 |
18,4 |
27,3 |
34,2 |
30,8 |
|
N35 P23K5 +N15 |
20,5 |
14,3 |
17,4 |
27,2 |
34,3 |
30,8 |
|
N35 P23K5+N7,5 +N7,5 |
20,2 |
13,7 |
17,0 |
27,8 |
36,9 |
32,4 |
|
По сорту |
21,0 |
14,2 |
17,6 |
27,0 |
34,9 |
31,0 |
|
Сорт Руно (А) |
||||||
|
Контроль |
20,4 |
15,1 |
17,8 |
29,3 |
39,0 |
34,2 |
|
N35 P23K5 |
21,6 |
14,5 |
18,1 |
31,7 |
41,1 |
36,4 |
|
N35 P23K5 +N15 |
18,3 |
15,3 |
16,8 |
32,4 |
39,6 |
36,0 |
|
N35 P23K5+N7,5 +N7,5 |
18,5 |
15,2 |
16,9 |
34,3 |
38,4 |
36,4 |
|
По сорту |
19,7 |
15,0 |
17,4 |
31,9 |
39,5 |
35,8 |
Использование на расчётном фоне удобрений одной некорневой подкормки дозой N15 в 2022 году обеспечило повышение содержания белка по сравнению с контролем у образца к-10456 на 0,5 %, у сорта Руно – 0,2 %.
Выводы. Внесение N35P23K5 и некорневые подкормки в фазе выхода в трубку, колошения дозой N7,5 увеличили сохранность растений по сравнению с контролем у образца к-10456 на 2,2 … 3 %, у сорта Руно – на 2,2 %. На вариантах, где использовали удобрения и азотные подкормки по обеим сортам пшеницы полбы увеличились число продуктивных стеблей, длина стебля, число зерен в колосе, масса зерна с 1 колоса. Использование на расчётном фоне удобрений одной некорневой подкормки дозой N15 в фазе выхода в трубку пшеницы обеспечило по образцу к-10456 0,33 т/га прибавки, по сорту Руно – 0,20 т/га.
1. Vlahova V. Bio Fertilizers - an environmentally friendly approach in modern agriculture. Overview. Scientific Fellowship for Agricultural and Forest Science, 2013; XII (3-4): 70-76.
2. Guliani A., Karagöz A, Zencirci N. Emmer (Triticum dicoccum) production and market potential in marginal mountainous areas of Turkey. Mountain Research and Development. 2009; 29(3): 220-229.
3. Shaykhutdinov F. Sh., Serzhanov I. M., Serzhanova A. R. [Role of the precursor as an element of organic farming in the cultivation of spelt wheat in the conditions of the Predkamsk zone of the Republic of Tatarstan]. Plodorodie. 2020; 3 (114): 60-62. https://doi.org/https://doi.org/10.25680/S19948603.2020.114.18. EDN GKITXV.
4. Muslimov M. G., Ismagilov A. B. Polba is a valuable grain crop. Grain farming in Russia. 2012; No. 3: 40-42.
5. Tuganaev A.V., Tuganaev V. V. Nature and plants of the Volga-Kama Bulgaria based on written and archaeological sources. The Botanical Magazine. 2008; vol.93. No. 4: 610-620.
6. Udachin, R. A. Polba - a forgotten grain crop in Russia / R. A. Udachin. The land is Russian. 2002; 2: 8-15.
7. Khmeleva E. V. [Use of spelt grain in the technology of grain bread of increased nutritional value]. Industrija pitanija. 2023; 8. 1: 64-73. https://doi.org/10.29141/2500-1922-2023-8-1-7. EDN KCGGFW.
8. Vorobeinikov T.A., Kondrat S.V. [Productivity of spelt and soft spring wheat]. Zemledelie. 2007; 5: 27-111.
9. Irnazarov I., Khasanova R.Z. [Economic efficiency of urea fertilization of winter soft wheat varieties in the conditions of irrigated farming in Uzbekistan]. Vladimirskij zemledelec. 2020; 1(91): 26-29. https://doi.org/https://doi.org/10.24411/2225-2584-2020-10105. EDN QULCIM.
10. Markin V. D., Markin P. V., Shchekochikhina Y. V. [Resistance of winter wheat varieties to unfavorable growing conditions and their yield]. Nauka i Obrazovanie. 2021; 4, 3: 45-49. EDN ZGUMPS.
11. Amirov M. F., Tsvetkov T. S. [Responsiveness of winter wheat to feeding with complex concentrated fertilizer in the conditions of Predkamye of the Republic of Tatarstan]. Agrobiotehnologii i cifrovoe zemledelie. 2022; 4(4): 12-18. https://doi.org/https://doi.org/10.12737/2782-490X-2022-12-18.
12. Ukhov P. A. [Effect of different doses of foliar fertilization with urea on yield and grain quality of spring wheat varieties]. Nauchnye trudy studentov Izhevskoj GSHA / FGBOU VO Izhevskaja GSHA. 2021; 1(12): 186-189. EDN WEQYAG.
13. Bushtevich V. N., Drobudko I. E. [Influence of foliar nitrogen fertilization of spring soft wheat on grain naturality and protein content]. Zemledelie i selekcija v Belarusi. 2021; 57: 40-44. EDN DSREXZ.
14. Khasanova R. Z. [Effect of fertilization with urea solution through leaves on grain yield of winter soft wheat varieties]. Optimal'noe pitanie rastenij i vosstanovlenie plodorodija pochv v uslovijah vedenija tradicionnoj i organicheskoj sistem zemledelija Materialy 53-j Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii molodyh uchenyh, specialistov-agrohimikov i jekologov, posvjashhennoj 115-letiju so dnja rozhdenija professora Aleksandra Vasil'evicha Peterburgskogo, Moskva, 24-25 oktjabrja 2019 goda. Moskva: Vserossijskij nauchno-issledovatel'skij institut agrohimii imeni D.N. Prjanishnikova, 2019: 170-175. EDN RSSHAY.
15. Biryukova O. V., Biryukov K. N., Kadushkina V. P. [Influence of agrotechnical practices and environmental conditions on the quality of spring durum wheat grain]. Zernobobovye i krupjanye kul'tury. 2020; 2(34): 103-108. https://doi.org/https://doi.org/10.24411/2309-348X-2020-11177. EDN QXVQOS.
16. Esaulko A. N., Ozheredova A. Yu., Melnikov D. A. [Effect of methods and timing of UAN application on the chemical composition of plants, yield and grain quality of winter wheat cultivated under No-till technology]. Zemledelie. 2023; 7: 28-32. https://doi.org/10.24412/0044-3913-2023-7-28-32. EDN BLWMDI.
17. Bobrenko I. A., Popova V. I., Kormin V. P. [Effectiveness of the use of different forms of nitrogen fertilizers in the cultivation of spring wheat]. Racional'noe ispol'zovanie prirodnyh resursov: teorija, praktika i regional'nye problemy: materialy II Vserossijskoj (nacional'noj) konferencii, Omsk, 26 maja 2022 goda. Omsk: Omskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet imeni P.A. Stolypina, 2022: 211-218. EDN DAJCBK.
18. Loginova A. S. [Effectiveness of foliar fertilization with urea in the cultivation of different varieties of spring wheat]. Nauchnye trudy studentov Izhevskoj GSHA. Izhevsk: FGBOU VO Izhevskaja GSHA, 2021; 2 (13): 53-55. EDN JEOLDP
