Влияние предшественников, обработки почвы и удобрений на урожайность и биохимические показатели качества зерна озимой и яровой пшеницы в лесостепи Заволжья

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата наук

Влияние предшественников, обработки почвы и удобрений на урожайность и биохимические показатели качества зерна озимой и яровой пшеницы в лесостепи Заволжья

06.01.01 - общее земледелие

Салтыкова Ольга Леонидовна

Кинель - 2008

Работа выполнена на кафедре земледелия и в научно-исследовательской лаборатории биохимии при кафедре химии и биохимии в ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: Доктор биологических наук, профессор Бакаева Наталья Павловна

Официальные оппоненты:

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Рабочев Геннадий Иванович, ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Вандышев Иван Александрович, ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»

Ведущая организация: ГНУ Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита диссертации состоится «24» июля 2008 года в «10⁰⁰» часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.058.01 при ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».

Адрес: 446442, Самарская область, г. Кинель, пгт. Усть-Кинельский, ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА», диссертационный совет. Факс: 8-84663-46131

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия

Автореферат разослан и размещен на сайте«20» июня 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор В.Г. Каплин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Особое место в зерновом балансе Самарской области отводится ценнейшей продовольственной культуре - пшенице, высококачественное зерно которой находит самое широкое применение. Ценность ее состоит в том, что зерно отличается высоким содержанием белка и углеводов.

Основными приемами, позволяющими повысить урожайность и качество зерна пшеницы, являются размещение ее посевов по лучшим предшественникам, применение удобрений и рациональной обработки почвы и др.

В последнее время в условиях непомерно растущего диспаритета цен на основные средства производства (техника, удобрения, ГСМ, средства защиты) и продукцию растениеводства, а также необходимостью сохранения природы, главным путем выживания сельхозтовара производителей является освоение низкозатратных технологий в адаптивно-ландшафтных системах земледелия (Кирюшин В.И., 1993, 1996; Казаков Г.И., Немцев Н.С., Якунин А.И., 2006).

Влияние отдельных элементов низкозатратных технологий на урожай и качество зерна изучено не достаточно. Особенно важно выявить изменение содержания белка, его фракционного состава, крахмала, активности протео- и амилолитических ферментов. Это явилось основанием для проведения исследований о влиянии разных предшественников, обработки почвы и удобрений на урожайность и биохимические показатели качества зерна озимой и яровой пшеницы.

Цель исследований. Выявление эффективных предшественников, систем основной обработки почвы и удобрений, повышающих урожайность, и биохимические показатели качества зерна озимой и яровой пшеницы в лесостепи Заволжья.

Задачи исследований.

1. Выявить изменения урожайности озимой и яровой пшеницы в зависимости от предшественников, удобрений и основной обработки почвы.

2. Определить содержание белка и его фракционный состав, а также суммарную активность протеаз в зерне озимой и яровой пшеницы в зависимости от вида пара, основной обработки почвы и удобрений.

3. Определить содержание крахмала и активность амилолитических ферментов в зерне озимой и яровой пшеницы в зависимости от предшественников, удобрений и основной обработки почвы.

4. Изучить обеспеченность посевов озимой и яровой пшеницы нитратным азотом в разных звеньях севооборота в зависимости от основной обработки почвы и удобрений.

5. Дать экономическую, эколого-экономическую и энергетическую оценку возделывания озимой и яровой пшеницы в зависимости от предшественника, основной обработки почвы и удобрений.

Научная новизна исследований. Применительно к условиям лесостепи Заволжья проведены комплексные исследования по изучению влияния разных предшественников, систем обработки почвы и удобрений на содержание белка и его фракционный состав, крахмал, активность амилолитических и протеолитических ферментов в зерне озимой и яровой пшеницы. Дана экономическая, эколого-экономическая и энергетическая оценка возделывания озимой и яровой пшеницы в зависимости от предшественника, основной обработки почвы и удобрений. Впервые рассчитана эффективность затрат энергии на формирование белка в зерне озимой и яровой пшеницы. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Размещение озимой пшеницы по чистому пару, при его вспашке на 25-27 см, и рыхление на 10-12 см, а также внесение удобрений обеспечивают наибольшее содержание общего белка и его высокомолекулярных фракций, повышение активности амилолитических ферментов зерна по сравнению с сидеральным и занятым парами и «нулевой» обработкой почвы.

2. Размещение яровой пшеницы в звене севооборота с чистым паром, при вспашке под нее на 20-22 см и внесение удобрений способствуют увеличению содержания белка в зерне, улучшению его фракционного состава, повышению активности амилолитических ферментов по сравнению с звеном сидерального пара, безотвальным рыхлением и «нулевой» обработкой почвы.

3. Чистый пар и вспашка под него на 25-27 см и рыхление почвы на 10-12 см с внесением удобрений способствуют снижению содержания крахмала (как следствие повышения содержания белка), активности протеолитических ферментов зерна озимой пшеницы и последующей за ней яровой пшеницы по сравнению с сидеральным и занятым парами и «нулевой» обработкой почвы.

4. Возделывание озимой и яровой пшеницы в звене с чистым паром без осенней механической обработки почвы и применение удобрений являются экономически, эколого-экономически и энергетически более эффективными приемами по сравнению с традиционной технологией.

Практическая ценность работы. Выявлены изменения биохимических показателей: содержания белка, крахмала, активности амилолитических и протеолитических ферментов в зерне озимой и яровой пшеницы в зависимости от предшественника, основной обработки почвы и удобрений. Это дает возможность выбрать наиболее рациональные приемы возделывания для получения качественного зерна при переходе на ресурсосберегающие технологии.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались: на Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых Приволжского федерального округа «Молодые ученые в решении региональных проблем АПК» (Самара, 2004 г.); на II Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (Самара, 2005 г.); на III Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Самара, 2006 г.); на IV Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Самара, 2007 г.); на заседаниях кафедры химии и биохимии Самарской ГСХА (2004...2007 гг.).

По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях - 2.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 139 страницах компьютерной верстки и состоит из введения, 5-ти глав, выводов. В работе содержится 20 таблиц, 11 рисунков и приложение. Библиографический список литературы включает 251 наименование, в том числе 8 на иностранном языке.

Условия проведения опытов. Работа проводилась в условиях лесостепи Заволжья в 2004-2007 гг. на опытном поле кафедры земледелия и НИЛ биохимии при кафедре химии и биохимии Самарской ГСХА.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были контрастными.

Вегетационный период 2003-2004 года характеризовался повышенным температурным режимом и обилием осадков - в 1,1-1,3 раза выше многолетней нормы. Погодные условия 2004-2005 сельскохозяйственного года характеризовались повышенным температурным режимом и недостатком осадков, меньше нормы в 6,4 раза. 2005-2006 сельскохозяйственные годы характеризовались несколько повышенным температурным режимом и обильными дождями. Погодные условия 2007 года с относительной влажностью воздуха на 30,3% выше среднемноголетней нормы, способствовали повышению урожая, но отрицательно влияли на биохимические качества зерна пшеницы. Почва опытного участка - чернозем типичный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый с реакцией среды (рH) близкой к нейтральной и средним содержанием гумуса. Методика исследований и схема полевого опыта. Объектом исследований служило зерно районированных сортов озимой пшеницы Малахит и яровой мягкой пшеницы Кинельская 59. В звеньях севооборотов 1. чистый пар - озимая пшеница - яровая пшеница; 2. пар занятый (горох) - озимая пшеница; 3. пар сидеральный (горох с овсом) - озимая пшеница - яровая пшеница применяли следующие системы основной обработки почвы:

1. Лущение на 6-8 см, вспашка на глубину 25-27 см под пары и на 20-22 см под яровую пшеницу.

2. Лущение на 6-8 см, рыхление на глубину 10-12 см под пары и под яровую пшеницу.

3. Без осенней механической обработки - «нулевая» обработка.

Весенне-летняя обработка чистого пара состояла из послойно-поверхностных обработок лаповым культиватором вначале на 10-12 см, а затем по мере отрастания сорняков на 8-10 и перед посевом озимой пшеницы на 6-8 см.

Весной под пар занятый горохом и пар сидеральный (горох с овсом) на вспашке и рыхлении проводили боронование, предпосевную культивацию на 6-8 см и посев сеялкой АУП-18, а на «нулевой» обработке - прямой посев сеялкой Primera DMC 601.

После уборки гороха на вариантах, где была осенняя вспашка, и рыхление, проводилось дискование и предпосевная культивация на глубину заделки семян, а в сидеральном пару проводилась заделка в почву сидеральной массы на глубину 8-10 см путем двукратной обработки дисковой бороной. По занятому и по сидеральному парам для посева применяли сеялку АУП-18. На варианте с «нулевой» обработкой почвы после уборки гороха проводили прямой посев сеялкой Primera DMC 601. Посевы обрабатывались гербицидами: озимой пшеницы в фазу выхода в трубку - Ластик в концентрации 0,45 л/га, яровой пшеницы в фазу кущения - Пума супер в концентрации 0,8 л/га.

На посевах озимой пшеницы изучали следующие дозы и сроки проведения азотных подкормок: 1. без применения удобрений (контроль); 2. прикорневая подкормка азотом (N₃₀) весной в фазу кущения растений; 3. прикорневая подкормка азотом (N₃₀) в фазу кущения + некорневая подкормка (N₃₀) под налив зерна.

На посевах яровой пшеницы были варианты без применения удобрений (контроль) и применение удобрений до посева N₆₀P₆₀K₆₀.

Площадь делянок - 1200 м². Повторность опытов трехкратная.

Опыты сопровождались исследованиями в трехкратной повторности.

· Объемную массу почвы определяли с помощью режущих цилиндров (Кауричев И.С., 1970; 1980). Пробы почвы отбирались перед посевом и уборкой урожая на глубину 30 см через каждые 10 см.

· Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом, перед посевом и уборкой урожая в метровом слое через каждые 10 см.

· Пробы на содержание NO₃ в почве отбирались в фазу кущения, налива зерна и перед уборкой на глубину 0-30 см через 10 см. Нитратный азот определялся колориметрическим методом с дисульфофеноловой кислотой.

· Учет урожая проводили путем сплошной уборки делянок комбайном. Урожай приводили к 14 %-ной влажности и базисным кондициям по содержанию сорной примеси.

· Отбор растений для проведения биохимических исследований проводился согласно методу отбора средних проб (А.И. Ермаков, 1987). Анализируемое зерно размалывалось на лабораторной мельнице марки «LM-3 100».

· Выделение отдельных белковых фракций зерна пшеницы проводилось по методу, описанному Х.Н. Починком (1976), который основан на неодинаковой растворимости белков в различных растворителях.

· Определение содержания белка проводили микроопределением по Биурету, колориметрическим методом, на приборе КФК-2 (Г.А. Кочетов, 1971).

· Определение крахмала проводили по реакции крахмального комплекса с йодом в кислой среде, колориметрическим методом по Х.Н. Починку (1976).

· Ферментативную активность протеаз определяли по методу Н.Н. Третьякова (1990).

· Определение активности амилолитических ферментов определяли с помощью метода, предложенного Б.П. Плешковым (1985).

· Математическая обработка урожайных данных проведена дисперсионным методом (Доспехов Б.А., 1985).

· Расчет экономической эффективности проводился по технологическим картам и нормативным затратам в ВЦ Самарской ГСХА.

· Эколого-экономическая и энергетическая оценка возделывания озимой и яровой пшеницы проводилась в соответствии с методикой по энергетической оценке севооборотов, технологий выращивания культур (Рабочев Г.И. и др., 2005).

пшеница урожайность предшественник удобрение

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние Вида паров, удобрений и основной обработки почвы на ее плодородие, урожайность и биохимические показатели качества зерна озимой пшеницы

Влажность почвы. Влажность почвы за годы исследований в период начала вегетации озимой пшеницы и перед ее уборкой была значительно выше в чистом пару по сравнению с занятым и сидеральным.

Способы основной обработки почвы и применение удобрений существенного влияния на влажность почвы не оказали.

В период начала вегетации озимой пшеницы, на всех вариантах опыта влажность была значительно выше, чем перед уборкой культуры и составила по чистому пару 28,0…33,5%, по занятому - 23,0…32,7 и по сидеральному - 27,3...28,3%. К сроку уборки озимой пшеницы влажность почвы снижалась по всем вариантам основной обработки почвы и была в пределах 14-18%.

Плотность сложения почвы. За годы исследований под посевами озимой пшеницы плотность сложения почвы в пахотном слое не зависела от обработки парового поля, а изменялась, прежде всего, в зависимости от увлажнения почвы. Однако в 2007 году перед уборкой на делянках с «нулевой» обработкой почвы чистого и сидерального пара отмечалось незначительное увеличение показателей плотности почвы оно составляло 1,18 и 1,14 г/см³ соответственно.

Таким образом, способы основной обработки паровых предшественников и внесение удобрений не оказали существенного влияния на ее плотность и не выходили за пределы оптимальных значений для озимой пшеницы.

Содержание нитратного азота в почве. За годы исследований наибольшее содержание нитратов в почве отмечалось по чистому пару по сравнению с занятым и сидеральным парами. На вариантах со вспашкой на 25-27 см и рыхлением почвы на 10-12 см изучаемый показатель был выше по сравнению с «нулевой» обработкой почвы, что обусловлено более рыхлым строением пахотного слоя и перемешиванием пожнивных и корневых остатков, а, следовательно, созданием условий для усиления минерализационных процессов. Снижение содержания нитратов при «нулевой» обработке почвы, вероятнее всего объясняется иммобилизацией азота при разложении соломы и других растительных остатков, ухудшением аэрации почвы. Подобное положение отмечается и другими авторами (Чуданов И.А., Васильев В.П., 1986; Казаков Г.И., 1997; Куликова А.Х., 1997 и др.).

Азотные подкормки в дозе 30 кг/га д.в. способствовали увеличению количества нитратов в почве в 1,5 раза по сравнению с вариантами без внесения удобрений.

Урожайность зерна озимой пшеницы. В среднем за годы исследований урожайность озимой пшеницы по чистому пару по сравнению с занятым и сидеральным парами была выше на 0,75 т/га и на 0,16 т/га, соответственно (табл. 1).

Таблица 1 Урожайность зерна озимой пшеницы в зависимости от предшественника, основной обработки почвы и удобрений, т/га

Варианты опыта	Годы исследований	Среднее
Предшественник (фактор А)	Обработка почвы (фактор В)	Удобрения (фактор С)	2004	2005	2006	2007
Чистый пар	Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	3,31	1,64	1,86	2,67	2,37
		N30	3,55	1,96	2,08	2,61	2,55
		N30+N30	3,52	2,10	2,14	-	2,59
	Безотвальное рыхление на 10-12 см	Без удобр.	3,35	1,32	1,74	2,54	2,24
		N30	3,56	1,54	2,01	2,62	2,43
		N30+N30	3,64	1,74	2,11	-	2,50
	«Нулевая» обработка	Без удобр.	3,50	1,78	2,12	2,49	2,47
		N30	3,70	2,14	2,29	2,66	2,70
		N30+N30	3,61	2,34	2,42	-	2,79
Занятый пар	Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	1,44	1,19	1,81	-	1,48
		N30	1,59	1,43	2,12	-	1,71
		N30+N30	1,64	1,59	2,34	-	1,86
	Безотвальное рыхление на 10-12 см	Без удобр.	1,44	1,08	1,76	-	1,43
		N30	1,56	1,34	1,95	-	1,62
		N30+N30	1,64	1,46	2,08	-	1,73
	«Нулевая» обработка	Без удобр.	1,98	1,45	2,09	-	1,84
		N30	2,15	1,68	2,25	-	2,03
		N30+N30	2,56	1,82	2,36	-	2,25
Сидеральный пар	Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	-	1,36	2,60	3,00	2,32
		N30	-	1,65	2,68	2,96	2,43
		N30+N30	-	1,80	2,86	-	2,33
	Безотвальное рыхление на 10-12 см	Без удобр.	-	1,20	2,53	2,87	2,20
		N30	-	1,47	2,71	2,97	2,38
		N30+N30	-	1,58	2,84	-	2,21
	«Нулевая» обработка	Без удобр.	-	1,56	2,61	2,89	2,35
		N30	-	1,87	2,80	2,96	2,54
		N30+N30	-	2,03	2,88	-	2,46
НСР 05 общая НСР 05 фактора А НСР 05 фактора В НСР 05 фактора С	0,45 0,15 0,18 0,26	0,15 0,05 0,05 0,05	0,26 0,09 0,09 0,09	0,27 0,11 0,13 0,11

Наибольший урожай зерна озимой пшеницы по чистому пару 2,70…2,79 т/га, по занятому пару - 2,03…2,25 т/га и по сидеральному - 2,54…2,60 т/га, получен на вариантах без проведения осенней механической обработки почвы при применении прикорневой азотной подкормки в дозе 30 кг/га д.в. и двукратной азотной подкормки по 30 кг/га д.в. По вспашке на 25-27 см на фоне внесения азотных подкормок по чистому пару урожайность зерна озимой пшеницы была меньше в среднем на 5,56…7,17%, при рыхлении на 10-12 см меньше на 10,0…10,39%, чем при «нулевой» обработке почвы. В звене севооборота с занятым паром по вспашке на 25-27 см и при рыхлении на 10-12 см урожайность зерна озимой пшеницы, по сравнению с «нулевой» обработкой почвы, была меньше на 15,76…17,33 и 20,19…23,11% и составляла соответственно 1,71…1,86 и 1,62…1,73 т/га. По сидеральному пару урожайность по вспашке была меньше на 3,20…5,28%, при рыхлении - на 5,60…10,16% в отличие от варианта без осенней механической обработки почвы.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

Содержание белка. Исследования по накоплению общего белка в листьях озимой пшеницы были проведены в фазы кущения, выхода в трубку и колошения и составляли в среднем за годы исследований по всем вариантам опыта соответственно 1,76%, 3,96% и 5,62%.

Содержание белка в зерне озимой пшеницы в фазе молочной и восковой спелости при двукратном внесении азотных подкормок по вспашке и рыхлении почвы было выше на 9,0 и 15,4 %, чем при «нулевой» обработке.

В фазе полной спелости озимой пшеницы содержание белка в зерне в варианте по чистому пару было на 4,9 и 9,4% выше, чем по занятому и сидеральному парам (табл. 2). Наибольшее содержание белка по всем паровым предшественникам отмечалось в вариантах по вспашке на 25-27 см и рыхлении почвы на 10-12 см, и было на 2,0…5,6% выше, чем в варианте с «нулевой» обработкой. Двукратное внесение азотных подкормок увеличивало содержание белка в зерне пшеницы в среднем в варианте по чистому пару на 8,3%, по занятому - на 11,2%, по сидеральному - на 5,8% по сравнению с вариантами без внесения удобрений.

Фракционный состав белка определяли в период роста и развития растений озимой пшеницы с фазы кущения до колошения, а затем по фазам спелости зерна.

В фазе кущения озимой пшеницы на долю фракции альбуминов в листьях приходилось в среднем 2,29%, глобулинов - 0,68%, проламинов - 0,72%, глютелинов - 0,26%, и к фазе колошения их содержание увеличивалось в 1,5…2,5 раза. В фазе молочной спелости зерна преобладающей фракцией являлась альбуминовая и была равна в среднем по всем предшественникам 2,7%. Двукратное применение азотных подкормок увеличивало содержание в зерне пшеницы фракций проламинов и глютелинов, наибольшее их содержание было в вариантах при вспашке и рыхлении почвы.

Таблица 2 Содержание белка в зерне озимой пшеницы в фазе полной спелости в зависимости от предшественника, основной обработки почвы и удобрений, %

Обработка почвы	Удобрения	Годы исследований	Среднее
		2004	2005	2006	2007
Чистый пар
Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	13,36	13,78	11,80	12,03	12,74
	N30	13,75	13,90	12,68	14,26	13,65
	N30+N30	14,20	14,59	12,96	-	13,92
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	12,84	13,51	11,84	12,26	12,61
	N30	13,56	13,94	12,40	13,53	13,36
	N30+N30	13,96	14,55	12,88	-	13,80
«Нулевая» обработка	Без удобр.	12,23	13,25	11,08	11,85	12,10
	N30	12,96	13,72	12,08	13,24	13,00
	N30+N30	13,23	14,01	12,12	-	13,12
Занятый пар
Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	12,96	13,04	9,52	-	11,84
	N30	13,54	13,97	11,20	-	12,90
	N30+N30	14,07	14,16	12,52	-	13,58
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	12,82	13,16	9,76	-	11,91
	N30	13,25	13,46	11,12	-	12,61
	N30+N30	13,51	13,98	11,92	-	13,14
«Нулевая» обработка	Без удобр.	12,05	12,85	9,12	-	11,34
	N30	12,78	13,20	10,90	-	12,29
	N30+N30	13,18	13,64	11,52	-	12,78
Сидеральный пар
Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	-	13,36	9,68	12,32	11,79
	N30	-	13,61	9,76	13,95	12,44
	N30+N30	-	14,12	10,86	-	12,49
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	-	13,51	8,72	12,18	11,47
	N30	-	13,75	9,20	12,73	11,89
	N30+N30	-	14,22	10,14	-	12,18
«Нулевая» обработка	Без удобр.	-	13,13	8,44	12,00	11,19
	N30	-	13,47	8,96	13,06	11,83
	N30+N30	-	13,76	10,03	-	11,90

В фазе восковой спелости зерна фракция альбуминов по всем изучаемым вариантам опыта снижалась, а фракция проламинов увеличивалась и составляла по чистому и занятому парам 4,29 и 5,20%, соответственно и оставалась высокой до полной спелости зерна. Наибольшее количество клейковинных белков в зерне пшеницы в фазе восковой и полной спелости, отмечалось при вспашке на 25-27 см и рыхлении почвы на 10-12 см при дробном внесении азотных подкормок.

Содержание крахмала. В среднем за годы исследований содержание крахмала в зерне озимой пшеницы составляло по чистому пару 65,1%, по занятому - 66,2%, а по сидеральному пару было на 2,0% выше (табл. 3). По чистому, занятому и сидеральному парам содержание крахмала в зерне пшеницы было наибольшим при «нулевой» обработке почвы на 3,0…5,0% по сравнению с вариантами со вспашкой на 25-27 см и рыхлением почвы на 10-12 см.

Внесение азотных подкормок по 30 кг/га д.в. снижало содержание крахмала в зерне озимой пшеницы по чистому пару на 5,6…8,2%, занятому - 4,0…6,9%, по сидеральному - 7,1…10,2%.

Таблица 3 Содержание крахмала в зерне озимой пшеницы в зависимости от предшественника, основной обработки почвы и удобрений, %

Обработка почвы	Удобрения	Годы исследований	Среднее
		2004	2005	2006	2007
Чистый пар
Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	65,01	64,93	66,73	69,27	66,49
	N30	63,77	63,10	65,37	64,82	64,27
	N30+N30	63,43	60,42	61,93	-	61,93
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	65,94	65,82	66,42	69,19	66,84
	N30	64,90	63,00	65,98	64,59	64,62
	N30+N30	63,75	60,16	60,17	-	61,36
«Нулевая» обработка	Без удобр.	66,52	66,90	69,38	74,25	69,26
	N30	65,88	64,52	66,81	64,97	65,55
	N30+N30	65,30	64,68	66,17	-	65,38
Занятый пар
Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	66,92	66,86	67,25	-	67,01
	N30	64,14	62,72	65,98	-	64,28
	N30+N30	64,08	61,04	62,00	-	62,37
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	67,07	65,07	68,93	-	67,02
	N30	65,27	64,59	64,71	-	64,86
	N30+N30	64,59	62,73	63,90	-	63,74
«Нулевая» обработка	Без удобр.	68,03	67,73	70,62	-	68,79
	N30	66,40	67,09	67,00	-	66,83
	N30+N30	65,52	66,26	66,42	-	66,06
Сидеральный пар
Вспашка на 25-27 см	Без удобр.	-	65,18	68,73	70,89	68,27
	N30	-	65,10	67,55	64,99	65,88
	N30+N30	-	61,98	64,02	-	63,00
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	-	65,34	69,14	70,74	68,41
	N30	-	62,76	64,80	65,23	64,26
	N30+N30	-	60,04	62,88	-	61,46
«Нулевая» обработка	Без удобр.	-	66,15	72,95	75,03	71,38
	N30	-	66,00	68,07	66,07	66,71
	N30+N30	-	65,32	67,30	-	66,31

Протеолитическая активность ферментов. В варианте по чистому пару активность фермента протеазы в зерне пшеницы составляла 1,41…1,68 усл. ед., по занятому - 1,38…1,76 и сидеральному - 1,48…1,74 усл. ед. Максимальная величина активности протеаз в зерне пшеницы, как по чистому, так и по занятому и сидеральному парам была отмечена на варианте без осенней механической обработки почвы и была в 1,1 раза выше, чем по вспашке на 25-27 см и рыхлении почвы на 10-12 см., и в среднем по фактору «обработка почвы» составила 1,60 усл. ед.

При двукратном применении азотных подкормок в дозе 30 кг/га д.в. активность протеолитических ферментов составляла по чистому пару 1,34…1,53 усл. ед., по занятому - 1,38…1,57 и сидеральному - 1,48…1,60 усл. ед.

Амилолитическая активность ферментов. В среднем за годы исследований активность б-амилазы в зерне озимой пшеницы по всем изучаемым вариантам опыта изменялась в пределах 19,94...25,15 мг/г гидролизованного крахмала. В варианте по чистому пару она была на 2,2…4,8% выше, чем в вариантах по занятому и сидеральному парам и составила в среднем - 23,0 мг/г. Активность в-амилазы на вышеуказанных вариантах находилась в пределах 142,33...198,52 мг/г гидролизованного крахмала.

Суммарная активность амилолитических ферментов в зерне озимой пшеницы составляла по чистому пару 164,25…222,47, занятому - 163,31...209,86 и сидеральному - 165,40...210,51 мг/г. В среднем по фактору «предшественник» наиболее высокая активность изучаемого фермента в зерне пшеницы отмечена в варианте по чистому пару (185,10 мг/г) по сравнению с занятым и сидеральным. Она была при вспашке на 11,3 и 21,12 мг/г гидролизованного крахмала выше, чем при рыхлении почвы и «нулевой» обработке. В варианте по занятому и сидеральному парам максимальная величина суммарной активности амилолитических ферментов в зерне пшеницы также отмечена при вспашке и рыхлении почвы, что соответственно на 12,17 и 8,36 мг/г выше значений, чем при «нулевой» обработке почвы.

В среднем по фактору «удобрения» на фоне внесении азотных подкормок по 30 кг/га д.в. суммарная активность амилолитических ферментов в зерне озимой пшеницы была в 1,1…1,3 раза выше по сравнению с вариантами без внесения удобрений и составляла - 208,74 мг/г гидролизованного крахмала.

Влияние вида паров, удобрений и основной обработки почвы на ее плодородие, урожайность и биохимические показатели качества зерна яровой пшеницы

Влажность почвы. В посевах яровой пшеницы за годы исследований существенных различий во влажности метрового слоя почвы весной не наблюдалось в зависимости от систем ее основной обработки. Она была в пределах 28-29%. К сроку уборки яровой пшеницы влажность на всех вариантах значительно снижалась и также не различалась по вариантам основной обработки почвы под пшеницу и была в пределах 21,9…22,6%.

Плотность сложения пахотного слоя почвы. В среднем за годы исследований в звеньях севооборота с чистым и сидеральным парами рыхление почвы на 10-12 см и «нулевая» обработка способствовали незначительному увеличению ее плотности в слое 0-30 см (на 0,03-0,05 г/см³), по сравнению со вспашкой.

Перед уборкой яровой пшеницы различия в плотности почвы в разных звеньях севооборота и между вариантами основной обработки почвы изменялись не значительно.

Содержание нитратного азота в почве в фазе кущения яровой пшеницы в среднем за годы исследований составляло по чистому пару -30,9 мг/кг почвы и было на 6,7% выше по сравнению с сидеральным паром. Наибольшее накопление нитратов в почве наблюдалось при вспашке на 20-22 см и составляло в среднем 33,69 мг/кг почвы, оно было несколько ниже при ее рыхлении на 10-12 см - 30,69 мг/кг и «нулевой» обработке - 25,19 мг/кг почвы. Применение N₆₀P₆₀K₆₀ способствовало увеличению нитратов в почве в 1,6 и 1,9 раза по сравнению с вариантами без внесения удобрений. При этом наибольшее содержание нитратного азота отмечалось также в звене с чистым паром при вспашке на 20-22 см - 50,1 мг/кг почвы и несколько меньше в звене с сидеральным паром - 46,6 мг/кг почвы.

В период налива зерна содержание нитратов в слое почвы 0-30 см снижалось в 2,1…2,8 раза вследствие нарастания биомассы и потребления азота растениями. Внесение удобрений поддерживало содержание нитратов в почве в звене севооборота с чистым паром на уровне 15,73…20,27 мг/кг почвы, а в звене с сидеральным - 14,87…19,40 мг/кг почвы, что соответствовало средней степени обеспеченности.

Урожайность зерна. В среднем за годы исследований урожайность зерна яровой мягкой пшеницы в звене севооборота с чистым паром изменялась в пределах 1,34…1,60 т/га, а в звене с сидеральным - 1,37…1,47 т/га (табл.4). Наибольшая урожайность на уровне - 1,60 т/га была после озимой пшеницы по чистому пару, размещаемой по вспашке под нее на 20-22 см и рыхлении на 10-12 см при внесении удобрений. Без осенней механической обработки почвы на фоне внесения N₆₀P₆₀K₆₀ в звене севооборота с чистым паром урожайность зерна яровой пшеницы была меньше в среднем на 3%, чем при вспашке на 20-22 см и рыхлении почвы на 10-12 см.

Биохимические показатели качества зерна яровой пшеницы

Содержание белка в листьях яровой пшеницы в среднем за годы исследований составляло по всем вариантам опыта в фазе кущения 1,51...2,00%, в фазе выхода в трубку - 3,56…5,88%, в фазе колошения - 4,41...6,77%, а в зерне в фазе молочной спелости - 9,04...10,93%, и к фазе восковой спелости содержание белка в зерне увеличивалось в 1,4...1,5 раза. Наибольшее содержание отмечалось при внесении N₆₀P₆₀K₆₀ по вспашке на 20-22 см и было на 0,61 и 0,75% выше, чем при рыхлении почвы на 10-12 см и «нулевой» обработке (табл. 5).

Таблица 4 Урожайность яровой пшеницы в зависимости от вида пара в звене севооборота, основной обработки почвы и удобрений, т/га

Вид пара в звене севооборота	Обработка почвы	Удобрения	Годы исследований	Среднее
			2004	2005	2006	2007
Чистый	Вспашка на 20-22 см	Без удобр.	1,69	0,73	1,56	1,46	1,36
		N60P60K60	1,88	1,06	1,60	1,82	1,60
	Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	1,68	0,72	1,32	1,64	1,34
		N60P60K60	2,15	0,91	1,36	2,05	1,60
	«Нулевая» обработка	Без удобр.	1,57	0,54	0,95	1,50	1,14
		N60P60K60	2,10	0,81	1,51	1,79	1,55
Сидеральный	Вспашка на 20-22 см	Без удобр.	-	0,73	1,76	1,45	1,31
		N60P60K60	-	0,85	1,95	1,60	1,47
	Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	-	0,72	1,80	1,54	1,35
		N60P60K60	-	0,72	1,90	1,58	1,40
	«Нулевая» обработка	Без удобр.	-	0,60	1,96	1,54	1,37
		N60P60K60	-	0,83	2,01	1,52	1,45
НСР 05 общая НСР 05 фактора А НСР 05 фактора В НСР 05 фактора С	0,27 0,11 0,13 0,11	0,13 0,05 0,06 0,05	0,10 0,04 0,05 0,04	0,10 0,04 0,05 0,04	- - - -

Таблица 5 Содержания белка в зерне яровой пшеницы в фазе полной спелости в зависимости от вида пара в звене севооборота, основной обработки почвы и удобрений, %

Обработка почвы	Удобрения	Годы исследований	Среднее
		2004	2005	2006	2007
В звене с чистым паром
Вспашка на 20-22 см	Без удобр.	12,03	13,91	11,93	12,04	12,48
	N60P60K60	12,83	14,90	12,53	12,79	13,26
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	11,25	13,26	11,40	11,82	11,93
	N60P60K60	12,05	13,91	12,10	12,57	12,66
«Нулевая» обработка	Без удобр.	11,10	13,10	11,28	11,68	11,79
	N60P60K60	11,91	13,73	11,96	12,14	12,44
В звене с сидеральным паром
Вспашка на 20-22 см	Без удобр.	-	13,49	11,80	12,16	12,52
	N60P60K60	-	14,09	12,03	12,63	12,92
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	-	12,87	11,16	11,34	11,79
	N60P60K60	-	13,44	11,60	12,27	12,44
«Нулевая» обработка	Без удобр.	-	12,57	10,77	11,79	11,71
	N60P60K60	-	13,29	11,37	12,21	12,29

В фазе полной спелости в звеньях севооборота с чистым и сидеральным парами содержание белка в зерне пшеницы в варианте вспашки на 20-22 см составило 12,87 и 12,72% и было на 4,5…4,8% выше по сравнению с вариантом рыхления почвы на 10-12 см, и на 5,5…6,2% выше, чем в варианте без осенней механической обработки. Внесение N₆₀P₆₀K₆₀ увеличивало содержание белка в зерне яровой пшеницы на 3,0…5,9%.

Фракционный состав белка. За годы исследований в фазе кущения, выхода в трубку и колошения доля фракции альбуминов в листьях яровой мягкой пшеницы была выше по сравнению с фракциями глобулинов, проламинов и глютелинов. Внесение удобрений способствовало увеличению фракций белка в 1,1…1,7 раза по сравнению неудобренным вариантом.

В фазе молочной спелости отмечалось наибольшее накопление в зерне пшеницы фракции проламинов. Оно было выше на 2,4 и 3,7% при внесении N₆₀P₆₀K₆₀ по вспашке, чем при рыхлении почвы и «нулевой» обработке. Содержание фракции глютелинов в зерне пшеницы в фазе молочной спелости по всем изучаемым звеньям севооборота, системы удобрений и способам обработки почвы и варьировало в пределах 1,60...2,55%.

К фазе полной спелости содержание фракции проламинов в зерне пшеницы увеличивалось в среднем по всем вариантам опыта в 1,4 раза. В звене севооборота с чистым паром количество проламинов в зерне составляло 5,47…6,02%, а в звене с сидеральным паром - 5,06...5,63%. Наиболее высокое содержание фракции проламинов отмечалось в звене севооборота с чистым паром на фоне внесения N₆₀P₆₀K₆₀ при вспашке и составляло (6,02%), а содержание фракции глютелинов составило 4,47%. Доля фракции альбуминов в зерне яровой мягкой пшеницы снижалась в 1,3...1,7 раза. Содержание крахмала в зерне яровой пшеницы за годы исследований составляло в звене севооборота с чистым паром - 66,62%, а с сидеральным - 65,91% (табл. 6). В звене севооборота с чистым паром наибольшее содержание крахмала в зерне пшеницы отмечалось при «нулевой» обработке почвы - 67,89%, несколько ниже при рыхлении почвы - 66,76% и по вспашке - 63,65%. Применение N₆₀P₆₀K₆₀ увеличивало содержание крахмала в зерне яровой пшеницы на 4,0…5,7% по сравнению с вариантами без внесения удобрений.

В звене севооборота с сидеральным паром содержание крахмала в зерне также было в варианте без осенней механической обработки почвы выше на 2,8…5,0% по сравнению со вспашкой и рыхлением почвы.

Протеолитическая активность ферментов в зерне яровой пшеницы в звене севооборота с чистым паром находилась в пределах 1,38…1,69 усл. ед., а в звене с сидеральным - 1,44...1,74 усл. ед.

В звене севооборота с чистым паром активность протеаз в зерне пшеницы при «нулевой» обработке почвы была на 14,5% выше, чем по вспашке и на 4,8%выше, чем при рыхлении. На вариантах с применением удобрений активность протеолитических ферментов в зерне пшеницы снижалась на 3,5…9,15% по сравнению с вариантами без внесения удобрений.

В звене севооборота с сидеральным паром активность протеолитических ферментов в зерне была наибольшей при «нулевой» обработке почвы - 1,70 усл. ед., несколько ниже при рыхлении почвы - 1,60 усл. ед. и по вспашке - 1,49 усл. ед. На фоне без внесения удобрений активность протеаз в зерне составляла 1,54…1,74 усл. ед. и была на 2,5…6,5% выше, чем на удобренном фоне.

Таблица 6 Содержание крахмала в зерне яровой пшеницы в зависимости от вида пара в звене севооборота, основной обработки почвы и удобрений, %

Обработка почвы	Удобрения	Годы исследований	Среднее
		2004	2005	2006	2007
В звене с чистым паром
Вспашка на 20-22 см	Без удобр.	69,32	63,90	66,98	67,24	65,51
	N60P60K60	63,51	60,70	61,90	61,03	61,79
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	70,30	65,82	67,97	68,32	68,10
	N60P60K60	66,50	63,56	66,57	65,03	65,42
«Нулевая» обработка	Без удобр.	71,24	68,29	69,05	68,59	69,29
	N60P60K60	68,33	64,20	67,81	65,62	66,49
В звене с сидеральным паром
Вспашка на 20-22 см	Без удобр.	-	65,83	67,68	66,98	66,83
	N60P60K60	-	63,51	61,15	60,56	61,74
Рыхление на 10-12 см	Без удобр.	-	67,71	68,92	67,87	68,16
	N60P60K60	-	64,32	63,84	62,00	63,39
«Нулевая» обработка	Без удобр.	-	69,20	70,74	68,45	69,46
	N60P60K60	-	65,03	67,53	65,00	65,85

Амилолитическая активность ферментов. В звене севооборота с чистым паром активность б-амилазы в зерне яровой пшеницы находилась в пределах 19,52...24,43, а с сидеральным - 19,50...23,17 мг/г гидролизованного крахмала, а активность в-амилазы составляла соответственно 171,25 и 163,75 мг/г гидролизованного крахмала. Суммарная активность амилаз в зерне пшеницы в звене севооборота с чистым паром была на 3,3% выше, чем по сидеральному пару и составляла в среднем - 193,02 мг/г гидролизованного крахмала. В звене севооборота с чистым паром активность амилаз в зерне яровой пшеницы при вспашке и рыхлении почвы составляла 204,12…205,83 мг/г, и была на 4,6% выше, чем на варианте без осенней механической обработки почвы. Применение удобрений увеличивало активность амилолитических ферментов в зерне пшеницы в среднем на 8,4…9,5% по сравнению с вариантами без внесения удобрений.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ И ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРЕДШЕСТВЕННИКА, ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ

Экономическая эффективность. В среднем за годы исследований сумма производственных затрат по чистому пару была меньше, чем по занятому и сидеральному парам. При возделывании озимой пшеницы по чистому, занятому и сидеральному парам максимальные производственные затраты были отмечены при вспашке на 25-27 см, а минимальные в варианте без осенней механической обработки почвы.

Применение на посевах азотных подкормок способствовало увеличению урожайности зерна озимой пшеницы. В результате чего, возрастала стоимость основной продукции. При возделывании озимой пшеницы по чистому пару с проведением азотной подкормки стоимость зерна с 1 га была на 7,0…8,5, а при двукратном применении подкормки - на 8,5…11,5% выше, чем без них. Такая же закономерность наблюдалась в занятом и сидеральном пару. Наименьшая себестоимость 1 т зерна озимой пшеницы, как по чистому, так и по занятому и сидеральному парам отмечена при «нулевой» обработке почвы с применением азотных подкормок.

Максимальный чистый доход и рентабельность были получены на вариантах без осенней механической обработки почвы с двукратным проведением азотных подкормок.

При возделывании яровой пшеницы в звеньях севооборотов с чистым и сидеральным парами максимальные производственные затраты наблюдались на варианте со вспашкой на 20…22 см, а минимальные - при «нулевой» обработке почвы.

Внесение минеральных удобрений также способствовало увеличению урожайности зерна яровой пшеницы. В результате чего возрастала стоимость основной продукции. Так, в звене севооборота с чистым паром на 15,02…26,4% по сравнению с вариантами без внесения удобрений, а в звене с сидеральным паром - на 3,6…10,9% соответственно. Наименьшая себестоимость 1 т зерна яровой пшеницы как в звене севооборота с чистым паром, так и с занятым отмечена в варианте без осенней механической обработки почвы. Наибольший чистый доход с 1 га был получен в варианте без осенней механической обработки почвы при внесении N₆₀P₆₀K₆₀. В звене севооборота с чистым паром он составил 2,96 тыс. руб., а в звене севооборота с сидеральным паром - 2,86 тыс. руб.

Эколого-экономическая эффективность. В оценке системы агромелиоративных мероприятий прослеживается противоречие между высоким экономическим эффектом, полученным расчетным путем, и ухудшением такого важного экологического параметра, как содержание гумуса.

Проведенные расчеты показывают, что при возделывании озимой пшеницы по чистому и занятому парам по всем обработкам почвы и уровням внесения удобрений был отрицательный баланс гумуса, а по сидеральному пару положительный. При положительном балансе гумуса нет необходимости вносить органические удобрения, компенсирующие потери гумуса почвой.

В связи с этим эколого-экономическая оценка возделывания озимой пшеницы показала, что производственные затраты с учетом стоимости на восстановление почвенного плодородия составляли по чистому пару 7,04…8,57 тыс. руб./га, а по занятому пару 9,28…11,03 тыс. руб./га. Максимальный условно чистый доход был получен как по чистому пару, так и по занятому на варианте без осенней механической обработки почвы при двукратном внесении азотных подкормок. При этом уровень совокупной рентабельности по чистому пару составил 66,79%, а по занятому пару - 46,74%, что в 1,3…2,4 раза меньше по сравнению с экономической оценкой. Эколого-экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы по сидеральному пару адекватна экономической, так как не требует вложения дополнительных средств на восстановление почвенного плодородия, и рентабельность на вышеуказанных вариантах равна 32,89%.

При возделывании яровой пшеницы производственные затраты с учетом стоимости на восстановление почвенного плодородия с 1 га составили в звене севооборота с чистым паром 3,86…5,64 тыс. руб., а в звене севооборота с сидеральным паром 4,48…4,97 тыс. руб. Условный чистый доход был на 13,7…22,0% выше при «нулевой» обработке почвы на фоне внесения удобрений, чем по вспашке на 20-22 см и рыхления почвы на 10-12 см. Уровень совокупной рентабельности на данных вариантах составил в звене севооборота с чистым паром - 40,16%, а в звене с сидеральным паром - 45,76% и был также в 1,2…2,4 раза меньше по сравнению с экономической эффективностью.

Энергетическая эффективность. Расчеты энергетической эффективности возделывания озимой пшеницы показали, что количество энергии в урожае по чистому пару было в 1,0…1,6 раза выше, чем по занятому и сидеральному парам. Накопление энергии в белке зерна озимой пшеницы по чистому пару составило 3,76…4,85, по занятому - 2,26…3,83 и сидеральному - 3,37…4,21 МДж/га. Максимальное содержание энергии в урожае и белке зерна озимой пшеницы, как по чистому, так и по занятому и сидеральному пару было отмечено на вариантах без осеней механической обработки почвы с двукратным применением азотных подкормок. Наибольший чистый энергетический доход, и наименьшая энергетическая себестоимость были получены также на вышеуказанных вариантах.

Наибольшие затраты антропогенной энергии как по чистому, так и по занятому и сидеральному парам отмечены по вспашке на 25-27 см, а наименьшие в варианте без осенней механической обработки почвы. Проведение азотных подкормок увеличивало затраты антропогенной энергии по чистому пару по сравнению с вариантами без внесения удобрений на 12,4…16,3%, по занятому - 12,4…14,99%, по сидеральному - 14,4…17,5%. Максимальный коэффициент энергетической эффективности в урожае и наименьший коэффициент энергоемкости в белке зерна озимой пшеницы по чистому, занятому и сидеральному парам получены на вариантах без осенней механической обработки почвы (2,21 и 3,56, 1,41 и 5,88, 1,83 и 4,70). В среднем звенья севооборота с занятым и сидеральным парами имели низкий коэффициент энергетической эффективности (1,16 и 1,73 соответственно), а затраты антропогенной энергии были выше на 14,9 и 8,6% по сравнению с чистым паром.

При возделывании яровой пшеницы наибольший коэффициент энергетической эффективности в урожае и наименьший коэффициент энергоемкости в белке зерна в звеньях севооборота с чистым и сидеральным парами также был получен при «нулевой» обработке почвы (1,23 и 6,5, 1,18 и 7,14).

ВЫВОДЫ

Проведенные четырехлетние исследования позволяют сделать следующие выводы.

1. Чистый пар по сравнению с занятым и сидеральным способствовал значительно большему сохранению почвенной влаги к срокам посева озимой пшеницы. Существенного изменения во влажности почвы в зависимости от вариантов обработки и внесения удобрений в посевах озимой и яровой пшеницы не отмечалось.

Плотность сложения пахотного слоя почвы в звеньях севооборота при различных обработках и внесении удобрений существенно не различалась и была в пределах оптимальных значений для озимой и яровой пшеницы.

2. В среднем за годы исследований установлено, что чистый пар, применение удобрений, вспашка и рыхление способствовали увеличению содержания нитратного азота в пахотном слое почвы под посевами озимой и яровой пшеницы по сравнению с занятым и сидеральным парами и «нулевой» обработкой почвы на 16,5…26,0%.

3. Наибольшее влияние на величину урожая зерна озимой и яровой пшеницы оказали виды паров и удобрения и меньше повлияли способы обработки почвы. Чистый и сидеральный пары по сравнению с занятым способствовали увеличению урожайности озимой пшеницы за годы исследований в среднем на 27,4%. Урожайность яровой пшеницы по чистому пару была на 3% выше по сравнению с сидеральным. Применение удобрений повышало урожайность озимой пшеницы на 11,3%, а яровой - 14,0%.

4. Содержание белка в зерне озимой пшеницы по чистому пару в среднем было 13,14%, что выше по сравнению с занятым паром на 5,3% и сидеральным на 9,4%. Азотные подкормки способствовали увеличению количества белка в зерне пшеницы по чистому пару в среднем на 9,0%, занятому на 12,5% и по сидеральному - на 6,0%. Вспашка и рыхление почвы способствовали увеличению содержания белка в зерне озимой пшеницы на 4,0…6,3% по сравнению с вариантом без осенней механической обработки. Содержание белка в зерне яровой пшеницы в звеньях севооборота с чистым и сидеральным парами было выше на 5…6% при вспашке, чем при рыхлении почвы и «нулевой» обработке, а внесение удобрений увеличивало содержание белка в зерне на 3,2…5,8%.

5. В период роста и развития озимой и яровой пшеницы с фазы кущения и до созревания преобладающей фракцией в листьях были альбумины, а в фазе восковой спелости в зерне преобладала доля клейковинных высокомолекулярных фракций - проламинов и глютелинов. Вспашка и рыхление в звеньях севооборотов с чистым, занятым и сидеральным парами способствовали увеличению доли клейковинных фракций в зерне пшеницы на 3,0…15,0% по сравнению с «нулевой» обработкой. Удобрения повышали содержание проламинов и глютелинов в среднем от 9,0% до 16,3% по всем изученным вариантам.

6. Размещение озимой и яровой пшеницы в звеньях севооборотов с занятым и сидеральным парами, применение «нулевой» обработки почвы сопровождалось повышением содержания крахмала в зерне на 2,0…5,0% по сравнению с чистым паром и вспашкой, а при внесении удобрений на всех вариантах отмечалось уменьшение крахмала в зерне пшеницы на 2,0…3,6% по сравнению с контролем.

7. Наибольшая активность амилолитических ферментов в зерне озимой и яровой пшеницы отмечалась в звене севооборота с чистым паром при вспашке и рыхлении и была в пределах 204,12…222,47 мг/г. Внесение удобрений способствовало увеличению активности амилаз в зерне озимой и яровой пшеницы соответственно в среднем на 33,9 и 18,1 мг/г гидролизованного крахмала.

Активность протеаз в зерне озимой и яровой пшеницы была ниже в среднем на 4,7…8,1% в звене севооборота с чистым паром при вспашке и рыхлении по сравнению с «нулевой» обработкой почвы. Удобрения снижали активность протеаз в зерне на 4,7…12,0%.

8. Экономически, эколого-экономически и энергетически более выгодным оказалось возделывание озимой и яровой пшеницы в звене севооборота с чистым паром, а также яровой пшеницы в звене с сидеральным паром без осенней механической обработки почвы с применением на посевах озимой пшеницы двукратных азотных подкормок, а на посевах яровой пшеницы с предпосевным внесением N₆₀P₆₀K₆₀.

9. Совокупность и динамика показателей урожайности, плотности, влажности и нитратного азота почвы, содержания белка и его фракционного состава, крахмала, активности протеолитических и амилолитических ферментов и оценка эффективности возделывания озимой и яровой пшеницы в севооборотах с чистым, занятым и сидеральным парами, при вспашке, рыхлении и без осенней механической обработки при различных уровнях минерального питания, свидетельствуют, что в лесостепи Заволжья при использовании высокоэффективных гербицидов возможно применение ресурсосберегающих технологий, отвечающих требованиям получения урожая с заданным качеством.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения стабильных урожаев хорошего качества в условиях лесостепи Заволжья на уровне 2,5…3,0 т/га для озимой пшеницы и 2,0…2,5 т/га для яровой пшеницы необходимо их размещать в звене севооборота с чистым паром со вспашкой на 25-27 см (20-22 см), а при использовании высокоэффективных гербицидов применять «нулевую» обработку почвы. Это позволит сократить производственные затраты на 1 га при возделывании озимой и яровой пшеницы в 1,1…1,3 раза по сравнению со вспашкой, в том числе затраты на ГСМ - в 2,3…2,6 раза, себестоимость 1 т зерна - в 1,1…1,2 раза, затраты труда на 1 га - в 1,36…1,62 раза и увеличить рентабельность в 1,45 и 1,25 раза.

2. При возделывании озимой пшеницы, как по чистому, так и по занятому и сидеральному парам для повышения урожайности и качества зерна при всех способах обработки почвы целесообразно проводить прикорневую подкормку азотом в дозе 30 кг/га д.в. в фазу кущения и некорневую подкормку в дозе 30 кг/га д.в. в фазу начала молочной спелости зерна, а для яровой пшеницы применение N₆₀P₆₀K_60.

3. Для получения урожая заданного качества зерна высокобелкового направления и с высокой амилолитической активностью, необходимо возделывать озимую и яровую пшеницу в условиях лесостепи Заволжья в звене севооборота с чистым паром по вспашке с применением удобрений; урожай с высоким содержанием крахмала, возможно, получить в звене севооборота с сидеральным паром с «нулевой» обработкой почвы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Салтыкова О.Л. Изменение общего и фракционного содержания белка зерна пшеницы при его созревании в зависимости от способа обработки почвы / О.Л. Салтыкова // Молодые ученые в решении региональных проблем АПК: Сборник научных трудов Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых Приволжского федерального округа. - Самара, 2005. - С. 141-144.

2. Бакаева Н.П., Салтыкова О.Л. Изменения содержания белка и его фракционного состава при хранении зерна яровой мягкой и озимой пшеницы в зависимости от способов обработки почвы / Н.П. Бакаева, О.Л. Салтыкова // Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования: Сборник научных трудов II Международной научно-практической конференции. - Самара, 2005. - С. 78-85.