Факторы урожайности озимой пшеницы в условиях нечерноземья

Авторы: Б.И. Сандухадзе, ак. РАН, Р.З. Мамедов, к.с.-х.н., ФИЦ «Немчиновка», Р.А. Афанасьев, д.с.-х.н., А.А. Коваленко, к.с.-х.н., А.Ю. Шатохин, (ФГБНУ «ВНИИ агрохимии»)

Представлены результаты научных исследований по выявлению потенциальной продуктивности озимой пшеницы в условиях Нечерноземья за счет селекции и применения минеральных удобрений. Показано, что при достаточном минеральном питании урожайность сортов селекции ФИЦ «Немчиновка» достигает 6,0 т/га и более. Максимальная урожайность озимой пшеницы – более 9 т/га – получена от селекционной линии отбора из Лютесценс 982/08, что является рекордной для почвенно-климатических условий Нечерноземной зоны Российской Федерации.

Интенсификация производства зерновой продукции в России предъявляет новые требования к сортам озимой пшеницы. Известно, что для Нечерноземной зоны РФ характерно повышение влажности почвы, особенно негативное во второй половине вегетации. Вследствие этого происходило полегание посев высокорослых сортов озимой пшеницы, лимитирующее их урожайность. Кроме того, прежние сорта, распространенные ранее в Нечерноземье, часто поражались различными болезнями, в частности ржавчиной и пыльной головней. Поэтому особенно актуальным было создание высокоурожайных и устойчивых к полеганию и поражению болезнями сортов при сохранении достигнутого ранее уровня зимостойкости.

Проблема устойчивости к полеганию решалась путем получения короткостебельных форм. В ФИЦ «Немчиновка» (ранее НИИСХ ЦРНЗ) под руководством академика РАН Б.И. Сандухадзе была разработана оригинальная схема селекции с применением метода прерывающихся беккроссов. Благодаря их использованию созданы новые, высокоурожайные короткостебельные сорта Инна, Памяти Федина и другие по урожайности на 10 ц/га, превысившие свои предшественники. В них короткостебельность сочеталась с зимостойкостью, а зимостойкость – с урожайностью, т.е. была преодолена эволюционно сложившаяся обратная связь между этими признаками. По существу в селекции озимой пшеницы был совершен прорыв и впервые для Нечерноземья создан новый морфотип с повышенным потенциалом урожайности. К 2007 г. были допущены к возделыванию 10 сортов озимой пшеницы по следующим регионам:

• Заря – Северо-Западный, Центральный, Волго-Вятский, Центрально-Черноземный;
• Янтарная 50 – Центральный, Волго-Вятский; Немчиновская 52 – Центральный, Средневолжский;
• Московская низкостебельная – Северо-Западный, Центральный, Центрально-Черноземный;
• Московская 70 – Центральный, Волго-Вятский, Центрально-Черноземный;
• Инна – Северо-Западный, Центральный, Волго-Вятский, Центрально-Черноземный;
• Памяти Федина – Центральный, Волго-Вятский;
• Московская 39 – Северо-Западный, Центральный, ВолгоВятский, Центрально-Черноземный, Средневолжский;
• Галина – Центральный, Северо-Западный;
• Ангелина – Центральный; Немчиновская 24 – Центральный, ВолгоВятский.

В последующие годы под руководством Б.И. Сандухадзе были созданы новые сорта и селекционные линии озимой пшеницы, также характеризующиеся высокими урожайностью и качеством получаемой продукции. Ниже рассматриваются результаты исследований по оценке наиболее значимых селекционных достижений группы Б.И. Сандухадзе в условиях интенсивного применения удобрений и других средств химизации.

Цель исследований – изучить влияние минеральных удобрений на реализацию потенциальной продуктивности сортов озимой пшеницы селекции ФИЦ «Немчиновка». К этим сортам относятся Московская 39, Московская 40, Московская 56, Немчиновская 85 и селекционные линии: Лютесценс 216/17, Лютесценс 982/08, отбор из Лютесценс 982/08.

Методика

Место проведения исследований – Опытная станция ФГБНУ «ВНИИ агрохимии» (Домодедовский р-н Московской обл.), период исследований – 2018-2019 г. Почва опытного участка – слабоокультуренная дерново-подзолистая тяжелосуглинистая, подстилающаяся покровной глиной. Агрохимическая характеристика следующая: реакция почвенной среды – среднекислая, содержание подвижного фосфора и обменного калия – среднее, органического вещества – низкое, сумма поглощенных оснований – повышенная. Из микроэлементов повышенное содержание в почве обнаружено для подвижных форм бора и цинка, среднее – для марганца, меди и кобальта.

Агрометеорологические условия вегетационного периода 2018-2019 г. были достаточно благоприятными для роста и развития озимой пшеницы. В осенний период 2018 г. температура воздуха в сравнении с многолетними данными варьировала в положительном диапазоне до 3-й декады ноября. Благоприятным было и количество выпавших осадков. Выпадение осадков в период прорастания и всходов позволило получить выровненные всходы озимой пшеницы. Образование снежного покрова приходится на начало декабря. В начале апреля 2019 г. отмечено повышение температуры от 4,4 до 10,5° С. В данный период произошли таяние снега и возобновление вегетации.

Погода в мае была достаточно теплой с обильным выпадением осадков. Среднесуточная температура в первой и второй декадах составила 14° С, в третьей декаде наблюдалось её увеличение до 18° С. Повышение температуры в первые два месяца весны и в начале лета и недостаток влаги в начале лета ускорили прохождение фаз развития растений и, как результат, определили более раннюю уборку урожая озимой пшеницы, по сравнению со среднемноголетними сроками уборки. Существенных различий между фенофазами развития растений озимой пшеницы по вариантам удобрения не наблюдалось.

Закладка и проведение научно-производственного опыта осуществлялась в соответствии с принятой в условиях Нечерноземной зоны технологией возделывания озимой пшеницы (табл. 1). Площадь опытной делянки 50 м2 (5 м х 10 м).

Схемой научно-производственного опыта предусматривалось применение удобрений в возрастающих дозах для определения оптимальных уровней удобренности высеянных сортов и линий озимой пшеницы селекции Б.И. Сандухадзе (табл. 2).

Фосфорные и калийные удобрения вносили в почву до высева семян озимой пшеницы под ее культивацию, т.е. осенью 2018 г., азотные – с весны следующего года, причем в повышенных дозах – дробно, за два-три приема с перерывом между внесениями. Микроудобрения применяли путем опрыскивания вегетирующего посева комплексной смесью микроудобрений торговой марки «Органомикс». Защита посева от сорняков, вредителей и болезней состояла в применении соответствующих пестицидов согласно технологическим правилам.

Результаты и их обсуждение

В научно-производственном полевом опыте с озимой пшеницей, заложенном осенью 2018 г., установлено, что в условиях вегетации растений в 2019 г. показатели обеспеченности озимой пшеницы азотным питанием (NDVI), определенной с БПЛА, на фоне фосфорно-калийных удобрений, а также микроудобрений, адекватно отражали уровень удобренности азотом данной сельскохозяйственной культуры. Уже к середине мая 2019 г. вегетационные индексы (NDVI) возросли от 243 баллов на неудобренном контроле до 499 – 555 баллов при внесении 210 кг д.в. азота в расчете на 1 га площади посева.

К середине вегетации озимой пшеницы, в фазе цветения (09.06. 2019 г.), вегетационные индексы также были тесно связаны с уровнем применения удобрений: они повышались с 351 балла на контроле до 671-677 баллов в вариантах с максимальной дозой азота. При этом обеспеченность растений азотным питанием возрастала по мере развития растений от начала выхода в трубку – 12.05.2019 г. до фазы цветения – 09.06.2019 г. за счет активизации азотфиксирующей почвенной микрофлоры на контроле и действия минеральных удобрений в других вариантах полевого опыта.

Биологические особенности культивируемых в научно-производственном опыте сортов и линий озимой пшеницы оказали влияние на устойчивость растений к полеганию под действием ветреной погоды. Установлено, что частичное полегание стеблестоя наблюдалось у наиболее высокорослых сортов – Московская 39 и Московская 56, имеющих высоту стеблестоя более 84 см. У сортов Московская 40, Немчиновская 85, а также у селекционных линий полегание стеблестоя не отмечено.

Урожайность сортов и линий озимой пшеницы также зависела от их биологических особенностей. Наибольший сбор зерновой продукции получен от селекционной линии Отбор из Лютесценс 982/08, составивший 92,5 ц/га в варианте N210P110K100 + микроудобрения. Это наивысшая, по существу рекордная, урожайность озимой пшеницы, полученная к этому времени в условиях Нечерноземной зоны на дерновоподзолистых почвах.

Относительно качества полученной продукции следует отметить, что содержание белка и клейковины в зерне озимой пшеницы в значительной мере зависело от доз применяемых, прежде всего азотных, удобрений (табл. 3). В обратной зависимости от белковых веществ находилось в зерновой продукции содержание крахмала.

Хотя агрономическая окупаемость единицы минеральных удобрений на единицу их действующего вещества в соответствии с известными закономерностями несколько снижалась с возрастанием применяемых доз, но она характеризуется вполне приемлемыми показателями – до 8-11 кг/кг.

Однако экономическая окупаемость удобрений с повышением интенсивности их применения заметно возрастала. Так, условная прибыль по вариантам применения средств химизации при дозах минеральных удобрений N210P100К100 + микроудобрения достигала по сортам и селекционным линиям десятков тысяч рублей на 1 га, что свидетельствует о высокой отзывчивости растений на удобрения, в том числе на микроудобрения. Особо высокая отзывчивость в данном варианте удобрения отмечена у селекционной линии Отбор из Лютесценс 982/08, показавшей наибольшую условную окупаемость – более 86 тыс. руб/га.

Заключение

Проведенный в 2018-2019 г. на базе опытной станции ФГБНУ «ВНИИ агрохимии» научно-производственный опыт по применению удобрений и других средств химизации под сорта и селекционные линии озимой пшеницы селекции ФГБНУ НИИСХ ЦРНЗ выявил высокую эффективность интенсивной технологии производства зерна этой культуры в почвенно-климатических условиях Нечерноземья. Так, в данном опыте максимальная урожайность зерна – более 9 т/га была – достигнута в варианте N210P110R100 + микроудобрения. При этом отмечено значительное повышение не только урожайности, по сравнению с меньшими уровнями удобренности, но и качества зерновой продукции, а именно увеличение содержания сырого белка и клейковины. Этим подтверждается тот факт, что для интенсивных сортов озимой пшеницы требуется интенсивная технология ее возделывания. Важно также отметить, что финансовые затраты при интенсификации производства зерна данной культуры при использовании интенсивных сортов, а в проведенном опыте – и селекционных линий, вполне окупаются получаемым доходом. В частности, условная прибыль в наиболее интенсивных вариантах научно-производственного опыта достигала 60-86 тыс. руб/га.

Отсюда следует, что для сельскохозяйственного производства Нечерноземья благодаря научно-исследовательской работе, проведенной совместно ФГБНУ «ВНИИ агрохимии» и ФИЦ «Немчиновка», открывается широкая перспектива дальнейшего повышения производства высококачественного зерна озимой пшеницы за счет улучшения сортового разнообразия данной культуры и агрохимической интенсификации их возделывания.