PRODUCTIVITY, QUANTITATIVE CONTENT OF PROTEIN AND STARCH IN THE WINTER WHEAT POVOLZHSKAYA GRADE 86

Full Text

Озимая пшеница принадлежит к числу ценнейших зерновых культур нашей страны. Формирование высокого урожая и накопление в нем хозяйственно ценной части является конечным результатом ряда сложных физиолого-биохимических процессов. Направленность этих процессов, прежде всего, определяется генетическими особенностями сорта возделываемой культуры, на интенсивность проявления которых большое влияние оказывают условия произрастания и питания [1]. Как известно, наряду с классическими удобрениями для повышения урожайности и улучшения качества растительной продукции необходимы микроудобрения, содержащие бор, медь, марганец, цинк, молибден и некоторые другие элементы, требующиеся растениям в малых количествах. При недостатке данных микроэлементов в почве урожай не только снижается, но и резко ухудшается его качество. Так, медь входит в состав медьсодержащих белков и ферментов, катализирующих окисление аскорбиновой кислоты, дифенолов и гидроксилирование монофенолов - аскорбатоксидазы, полифенолоксидазы, ортодифенолоксидазы и тирозиназы. Два атома меди функционируют в цитохромоксидазном комплексе дыхательной цепи митохондрий. Участвует в азотном обмене, входя в состав нитратредуктазного комплекса [2]. Бор усиливает рост пыльцевых трубок, прорастание пыльцы, увеличивает количество цветков и плодов. Без него нарушается созревание семян. Бор снижает активность некоторых дыхательных ферментов, оказывает влияние на углеводный, белковый и нуклеиновый обмен [3]. Физиологическая роль молибдена связана с фиксацией атмосферного азота, редукцией нитратного азота в растениях, с его участием в окислительно-восстановительных процессах, углеводном обмене, в синтезе хлорофилла и витаминов. Под влиянием молибдена в растениях увеличивается содержание хлорофилла, углеводов, каротина и аскорбиновой кислоты, повышается содержание белковых веществ. Цинк играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растительном организме. Он является составляющей частью ферментов и непосредственно участвует в образовании хлорофилла, способствует синтезу витаминов. Многие исследования подтвердили [4, 5], что содержание белка в растениях при недостатке цинка уменьшается. Под влиянием цинка повышается синтез сахарозы, крахмала, общее содержание углеводов и белковых веществ. Применение цинковых удобрений увеличивает содержание аскорбиновой кислоты, сухого вещества, а также повышают засухо-, жаро- и холодоустойчивость растений. В связи с чем, изучение влияния предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС-1, ЖУСС-2, ЖУСС-3 и подкормки азотными удобрениями в ранневесенний период на показатели урожайности, количественное содержание белка и крахмала в зерне озимой пшеницы сорта Поволжская 86 в настоящее время является актуальным. Цель исследований - выявить изменение показателей урожайности и количественного содержания белка и крахмала в зерне озимой пшеницы на фоне применения предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС и азотными подкормками. Задачи исследований: определить оптимальное влияние применения предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС-1, ЖУСС-2, ЖУСС-3 и ранневесенней подкормки азотными удобрениями на величину урожая и количественные изменения содержания белка и крахмала в зерне озимой пшеницы на фоне. Материалы и методы исследований. Исследования проводились в 2012-2014 гг. в центральной зоне Самарской области. Почва опытного поля - чернозем типичный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый со следующими агрохимическими показателями: NO3 - 4,47 мг/кг, легкогидролизуемый азот - 42,4 мг/кг, органическое вещество - 4,6%, Р2О5 - 96,8 мг/кг, K2O - 86,6 мг/кг, рН - 7,82. Площадь делянки - 270 м2 (9×30 м), повторность трёхкратная, размещение делянок систематическое, одноярусное. Предшественник - чистый пар. Для посева использовались элитные семена пшеницы сорта Поволжская 86. Посев проводили рядовым способом сеялкой ДМС 601 на глубину 6-8 см с нормой 5,0 млн. всхожих семян на 1 га. Проводилась обработка семян микроудобрениями перед посевом, из расчета 3 л препарата + 7 л воды на 1 т семян, с массовой концентрацией активных элементов, г/дм3: ЖУСС-1 (медь - 33-38; бор - 5,5-5,7), ЖУСС-2 (медь - 32,0-40,0; молибден - 14,0-22,0), ЖУСС-3 (медь - 16,5-20,0; цинк - 35,0-40,0). Также проводилась подкормка всходов пшеницы в третьей декаде апреля азотными удобрениями: аммонийной селитрой с содержанием азота 34,6%; сульфатом аммония с содержанием азота около 21%; мочевиной с содержанием азота в амидной форме 46%. Доза препаратов при обработке растений рассчитывалась в соответствии с технологией их применения. Урожайность определяли путем уборки учетной площади делянки (50 м2) селекционным комбайном «TERRION» в фазу полной спелости зерна. Содержание белка определяли микроопределением по Биурету на фотоэлектроколориметре КФК-2. Содержание крахмала определяли согласно методике Н. И. Ястрембовича и Ф. Л. Калининой. Опыты сопровождались исследованиями в трехкратной повторности. Математическая обработка урожайных данных проведена дисперсионным методом по Доспехову Б. А. Метеоусловия за годы исследований сложились следующим образом. Среднесуточные температуры в третьей декаде августа 2011 г. составили 15,5°С. Сумма активных температур в 2012 г. (выше 10°С) составила 3475 градусов, что на 925 градусов выше среднемноголетнего значения (2550). Количество осадков за отчетный год выпало 462 мм (на 12,7% больше среднемноголетнего количества) [6]. В сочетании с достаточным количеством осадков в августе 2012 г., а также в сентябре и октябре условия прорастания семян озимой пшеницы, начального роста и кущения характеризуются как хорошие. Сумма активных температур в 2013 г. (выше 10°С) составила 2986 градусов, количество осадков за год составило 548,6 мм (на 3,1% больше среднемноголетнего количества) [7]. Погодные условия осени 2013 г. сложились благоприятно для посева озимых культур, температурный режим соответствовал норме, осадки способствовали пополнению почвенной влаги и обеспечили прорастание семян и дальнейшее осеннее развитие. В результате таяния мощного снежного покрова весной 2014 г. в почву поступило значительное количество влаги. Жаркий и сухой период с мая по июнь способствовал ускорению развития растений и кущению в более сжатые сроки. Сумма активных температур достигла 2869 градусов, количество осадков за год составило 353,5 мм (66%) [8]. Результаты исследований. Применение предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС-1, ЖУСС-2, ЖУСС-3 в сочетании с различными видами азотных удобрений положительно повлияло на показатели урожайности. Урожайность озимой пшеницы сорта Поволжская 86 за 3 года исследований представлена в таблице 1. Таблица 1 Урожайность озимой пшеницы сорта Поволжская 86 Предпосевная обработка семян Подкормка удобрениями Урожай, ц/га 2012 г. 2013 г. 2014 г. В среднем Контроль 18,5 29,1 33,6 27,07 ЖУСС-1 Без удобрений 20,4 31,0 35,0 28,80 ЖУСС-2 19,6 31,4 34,7 28,57 ЖУСС-3 19,9 31,0 34,6 28,50 Без обработки Аммонийная селитра 22,7 34,4 41,5 32,87 ЖУСС-1 25,5 37,3 43,7 35,50 ЖУСС-2 23,8 37,0 44,2 35,00 ЖУСС-3 24,1 36,6 43,3 34,67 Без обработки Сульфат аммония 21,8 33,5 38,6 31,30 ЖУСС-1 24,6 34,9 39,9 33,13 ЖУСС-2 22,5 35,3 40,4 32,73 ЖУСС-3 23,7 34,8 41,8 33,43 Без обработки Мочевина 21,9 33,7 37,7 31,10 ЖУСС-1 23,6 36,6 39,3 33,17 ЖУСС-2 22,6 36,2 40,3 33,03 ЖУСС-3 22,3 36,4 40,4 33,03 НСР об НСР А НСР В.АВ 1,50 0,75 0,75 1,44 0,72 0,72 0,25 0,13 0,13 По результатам, представленным в таблице 1, можно сделать вывод, что применение только предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС без последующей подкормки азотными удобрениями положительно повлияло на показатели урожайности. Так, применение препарата ЖУСС-1 дает на 6,39% выше урожайность, чем в контрольном варианте, ЖУСС-2 и ЖУСС-3 увеличили показатели в среднем по годам на 5,54 и 5,28% соответственно. Наиболее эффективно комплексное действие предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС и подкормки азотными удобрениями, увеличение показателей прослеживается во всех вариантах опыта. Больший вклад в увеличение урожайности (на 31,14% выше, чем в контрольном варианте) внесла обработка семян препаратом ЖУСС-1 в сочетании с подкормкой аммонийной селитрой. Суммарное содержание белка в зерне озимой пшеницы за 3 года исследований представлено в таблице 2. Применение предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС-1, ЖУСС-2 и ЖУСС-3 отдельно от азотных удобрений увеличивают количество белка в среднем на 5,44; 8,86 и 16,12%, соответственно, в сравнении с контролем. Наиболее эффективно повлияло на показатель белка совместное применение микроудобрения ЖУСС-3 с подкормкой азотными удобрениями, в большей степени с аммонийной селитрой, показатели в среднем по годам получились на 22,57% выше, чем в контрольном варианте и сульфатом аммония (на 22,03% выше), в меньшей - с мочевиной (на 20,75% выше). Содержание крахмала в зерне озимой пшеницы за 3 года исследований представлено в таблице 3. Таблица 2 Суммарное содержание белка в зерне озимой пшеницы сорта Поволжская 86 Предпосевная обработка семян Подкормка удобрениями Белок, % 2012 г. 2013 г. 2014 г. В среднем Контроль 14,29 14,97 15,40 14,89 ЖУСС-1 Без удобрений 15,63 15,21 16,25 15,70 ЖУСС-2 15,53 16,23 16,86 16,21 ЖУСС-3 16,58 18,08 17,20 17,29 Без обработки Аммонийная селитра 16,13 17,73 16,41 16,76 ЖУСС-1 19,13 15,35 18,05 17,51 ЖУСС-2 18,02 16,23 17,66 17,30 ЖУСС-3 17,61 17,93 19,22 18,25 Без обработки Сульфат аммония 15,26 17,42 16,90 16,53 ЖУСС-1 15,96 18,23 18,86 17,68 ЖУСС-2 15,78 18,09 18,04 17,30 ЖУСС-3 17,27 19,30 17,94 18,17 Без обработки Мочевина 16,30 17,29 16,19 16,59 ЖУСС-1 17,37 17,61 18,20 17,73 ЖУСС-2 16,88 17,58 17,62 17,36 ЖУСС-3 18,81 17,55 17,58 17,98 Таблица 3 Содержание крахмала в зерне озимой пшеницы сорта Поволжская 86 Вариант Количество крахмала, % 2012 г. 2013 г. 2014 г. В среднем Контроль 57,4 55,8 55,0 56,07 ЖУСС-1 58,6 64,4 62,3 61,77 ЖУСС-2 65,6 59,0 65,0 63,20 ЖУСС-3 58,1 61,2 61,6 60,30 А.С 59,8 58,1 56,8 58,23 АС+ЖУСС-1 64,1 67,1 69,4 66,87 АС+ЖУСС-2 68,7 68,0 66,0 67,57 А.С+ЖУСС-3 63,7 63,5 65,7 64,30 СА 58,5 56,2 58,4 57,70 СА+ЖУСС-1 69,1 65,3 65,8 66,73 СА+ЖУСС-2 67,2 67,5 68,5 67,73 СА+ЖУСС-3 60,9 64,7 63,4 63,00 М 58,8 56,9 58,7 58,13 М+ЖУСС-1 67,7 68,7 63,0 66,47 М+ЖУСС-2 66,2 62,5 66,8 65,17 М+ЖУСС-3 61,9 63,7 65,5 63,70 По результатам, представленным в таблице 3, можно сделать вывод, что применение предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС и подкормки азотными удобрениями положительно повлияло на накопление крахмала в зерне озимой пшеницы. Наиболее эффективно на увеличение показателей крахмала повлияла предпосевная обработка семян микроудобрением ЖУСС-2, как отдельно - увеличение значений на 12,72% в сравнении с контролем, так и в комплексе с аммонийной селитрой (на 20,50%) и сульфатом аммония (на 20,08%). Заключение. Урожайность озимой пшеницы наиболее высокая в вариантах опыта с применением микроудобрения ЖУСС-1 в сочетании с подкормкой аммонийной селитрой, и составила в среднем по годам 35,50%, что на 31,14% выше, чем в контрольном варианте. Эффективное действие на увеличение показателей белка прослеживается при совместном применении микроудобрения ЖУСС-3 в большей степени с аммонийной селитрой, показатели в среднем по годам получились на 22,57% выше, чем в контрольном варианте и сульфатом аммония (на 22,03% выше), в меньшей - с мочевиной (на 20,75% выше). Наиболее эффективно на увеличение показателей крахмала повлияла предпосевная обработка семян препаратом ЖУСС-2 в сочетании с аммонийной селитрой (на 20,50%) и сульфатом аммония (на 20,08%). По результатам исследования все определяемые показатели - урожайность, суммарное содержание белка, количество крахмала - в той или иной степени увеличивались на фоне применения предпосевной обработки семян микроудобрениями ЖУСС-1 (медь; бор), ЖУСС-2 (медь; молибден) и ЖУСС-3 (медь; цинк). Вероятнее всего, при обработке семени перед посевом происходят глубокие внутренние изменения в плазме зародыша, пролонгированные взрослому растению. Воздействие на его зародыш, а не на сформировавшееся растение, повышает устойчивость растения к неблагоприятным условиям внешней среды, предотвращает заболевания растений, способствует улучшению всхожести семян, ускорению созревания, увеличению количества и улучшению качества урожая.

About the authors

N P Bakaeva

FSBEI HE Samara SAA

Email: bakaevanp@mail.ru
dr. of biol. sciences, prof. of the department «Gardening, botany and plant physiology» 446442, Samara region, settlement Ust’-Kinelskiy, Uchebnaya, 2 str

S N Zudilin

FSBEI HE Samara SAA

Email: zudilin_sn@mail.ru
dr. of agricultural sciences, prof., head of the department «Land management, soil science and agricultural chemistry» 446442, Samara region, settlement Ust’-Kinelskiy, Uchebnaya, 2 str

N Yu Korzhavina

FSBEI HE Samara SAA

Email: Ninasholgina.ru@yandex.ru
graduate student of the department «Gardening, botany and plant physiology» 446442, Samara region, settlement Ust’-Kinelskiy, Uchebnaya, 2 str

References

Supplementary files