Влияние различных доз минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы

         В химический состав зерна пшеницы входят все необходимые для питания элементы: белки, углеводы, жиры, витамины, ферменты и минеральные вещества.

        Важнейшим компонентом пшеничного зерна является белок. Его содержание может колебаться от 8 до 22%. Все важнейшие жизненные процессы в организме человека (обмен веществ, способность расти и развиваться, размножение) связанные с белками. Заменить белки в питании другими веществами невозможно.

       Поэтому содержание и состав его являются важнейшими показателями качества зерна. Чем выше содержание белка в зерне, тем лучше хлебопекарные свойства пшеницы. Количество протеина в пшеничном зерне может колебаться от 7 до 22%. Для выпечки хлеба необходимо содержание протеина не ниже 12%.

       Клейковина - это нерастворимый в воде упруго-эластичный гель, который образуется при смешивании розмеленой муки с водой. Основу клейковины составляют спирто- и лужноразстворимые белки - глиадин и глютеин. Ни один другой хлебный злака не имеет такого ценного сочетания этих двух важных компонентов.

      Содержание клейковины: Пшеница занимает первое место в мировом производстве. Этим она обязана, прежде всего, удивительной способности образовывать клейковину, от количества и качества которой зависит качество хлеба. Клейковина пшеницы представляет собой сложный белковый комплекс, получаемый при отмывании водой пшеничного теста. В этом комплексе молекулы белка при замешивании теста соединяются посредством дисульфидных, водородных, ионных и других связей в своего рода каркас, пронизывающий тесто. Именно от клейковины зависят, прежде всего, вязко-эластичные свойства теста, его способность удерживать углекислый газ, разрыхлятся и давать при выпечке упругий, эластичный, пористый мякиш хлеба. Хлебопекарные качества муки определяются не только количеством, но и качеством клейковины. Например, два сорта с одинаковым содержанием белка могут давать хлеб совершенно различного качества. Под качеством клейковины понимают совокупность ее физических и физико-химических свойств - эластичность, упругость, растяжимость, связность, способность к набуханию (В.Г.Минеев, А.Н.Павлов.,1981).

      Основную часть зерна пшеницы составляют углеводы. Они представлены в основном крахмалом (48-63%). Углеводы имеют большое энергетическое значение в питании человека.

      Из углеводов, кроме крахмала, в зерне пшеницы содержится 2-7% сахаров (в основном в зародыше), а также 2-3% клетчатки. Клетчатка не растворяется в воде и не усваивается организмом. При изготовлении муки она остается в высевках. Вместе с тем, клетчатка играет важную роль в пищеварении. Она регулирует деятельность кишечника, способствуя снижению сердечнососудистых заболеваний, предотвращает ожирение человека. Поэтому высевки, полученные при изготовлении муки, используют для лечебных целей.

     Жир составляет в зерне пшеницы в среднем 2% и размещается в зародыше и алейроновом слое.

Хлеб  из пшеничной муки отличается высокими вкусовыми свойствами, хорошо усваивается. Он высококалориен - в 100 граммов пшеничного хлеба содержится 245-255 ккал. 

1.2. Влияние почвенно-климатических  условий на яровую  пшеницу.

      Яровая пшеница – самоопыляющееся растение длинного дня, в процессе роста и развития она проходит те же фазы и этапы органогенеза, что и озимая пшеница. После всходов (1 и 2 этапы) яровая пшеница развивается медленно и сильнее угнетается сорняками, чем озимая. Корневая система характеризуется более слабым развитием (особенно у твердой пшеницы) и пониженной усваивающей способностью. Средняя продуктивная кустистость колеблется в пределах 1,22-2. Зерно сравнительно крупное. Масса 1000 зерен у мягкой пшеницы – 35-45г, у твердой – 40-45г.

Отношение к теплу

      Яровая пшеница не предъявляет высоких требований к температуре. Мягкая яровая пшеница более устойчива к низким температурам, чем твердая. Семена прорастают при 1-2° С, а всходы появляются при 4-5°С, наиболее благоприятная температура для прорастания – 12-15°С. При температуре почвы на глубине заделки семян 5°С, всходы появляются на 20 день, при 8°С – на 10, а при 15°С – на 7. Яровая пшеница переносит непродолжительные заморозки (в период прорастания зерна -13°С, а в фазу кущения -8…-9°С). Однако, во время цветения и налива зерна растения яровой пшеницы могут повредить заморозки -1…-2°С. Кущение проходит хорошо при 10-12°С, а в фазе колошения и молочно – восковой спелости при 16-23°С.

          К высоким температурам яровая пшеница довольно устойчива, особенно при наличии влаги в почве. Температура – 35-40°С и сухие ветры неблагоприятно сказываются на растениях и ведут к снижению урожайности и качества зерна. Сумма активных температур за период всходы – созревание составляет – 1500-1750°С.

     Продолжительность от всходов до кущения – 15-22 дня, к этому времени первичные (зародышевые) корни углубляются на 50-55см. Вторичные (узловые) корни появляются в фазе 3-4 листьев только при наличии  влаги в почве в зоне узла кущения (3-4 этапы органогенеза). В зависимости  от условий, продолжительность периода  от кущения до выхода до выхода в  трубку составляет – 11-25 дней, от выхода в трубку до колошения – 15-20дней.

          Вегетационный период яровой пшеницы, в зависимости от сорта, районов возделывания и погодных условий, колеблется в пределах – 85-115 дней.

Отношение к влаге

           Для прорастания семян яровой мягкой пшеницы нужно воды 60-70% от массы сухого зерна. Семена яровой твердой пшеницы требуют воды на 5-7% больше, т.к. они содержат больше белка. Транспирационный коэффициент яровой мягкой пшеницы = 415ед, яровой твердой пшеницы = 406 ед. Наиболее благоприятная влажность почвы для яровой пшеницы – 70-75% НВ.

            Потребление воды яровой пшеницей в течение вегетационного периода неравномерно и распределяется следующим образом:

1. в период всходов – 5-7% общего потребления вод за вегетационный период,
2. в фазе кущения – 15-20%,
3. в фазах выхода в трубку и колошения – 50-60%,
4. молочного состояния зерна – 20-30
5. восковой спелости – 3-5%.

     Критическим периодом в потреблении воды считается  фаза выхода в трубку и колошения, т.е. период образования репродуктивных органов. В этот период растениями употребляется 50-60% всей необходимой воды. Из-за недостатка влаги в этот период увеличивается  бесплодность колосков, а при формировании и наливе зерна – снижается  выполненность и крупность зерна, что приводит к значительному снижению урожайности. При весенних запасах влаги в метровом слое почвы менее 100мм, создаются неблагоприятные условия для роста и развития яровой пшеницы, а при наличии влаги менее 60мм – невозможно получить даже удовлетворительный урожай зерна. Последующие обильные осадки не могут исправить положение. В таких условиях растения пшеницы ускорено переходят от одной фазы развития к другой и урожай резко снижается.

     При наличии достаточного количества влаги  на глубине узла кущения хорошо развиваются  зародышевые и узловые корни. В основных районах возделывания яровой пшеницы, ранневесенние засухи иссушают верхний слой почвы, в результате слабо развиваются не только узловые, но и зародышевые корни, что ведет  к резкому снижению урожайности.

Отношение к почвам

     К почвам яровая пшеница предъявляет  высокие требования, особенно в начале вегетации к минеральному составу. У яровой пшеницы короткий вегетационный  период и пониженная усваивающая  способность корневой системы, поэтому  наиболее благоприятными почвами для  нее являются: черноземы, каштановые. А для мягкой яровой пшеницы –  все виды черноземов, каштановых почв и серых слабооподзоленных темноцветных суглинков. На тяжелых глинистых  и легких песчаных почвах без внесения высоких норм удобрений яровая пшеница  растет плохо. На оподзоленных почвах необходимо вносить известь, органические и минеральные удобрения. Благоприятная  pH среда = 6-7,5.

     Твердая пшеница предъявляет более высокие  требования к плодородию, чистоте  и структуре почвы, чем мягкая. В первый период жизни корни твердой  пшеницы быстрее проникают вглубь, а у мягкой – энергичнее распространяются в ширину.

     Из  особенностей биологии яровой пшеницы  следует отметить недружность и изреженность ее всходов. Причинами этих явлений в южных и юго-восточных районах могут быть недостаточная влажность и быстрое высыхание верхнего слоя почвы, повреждение проростков и всходов вредителями (проволочником, блошками, шведской и гессенской мухами), а в северных районах – повышенная кислотность почвы и поражение болезнями (фузариозом и др.). Яровая пшеница, особенно твердая, в первый период (в фазе всходов) развивается медленно, поэтому ее посевы часто угнетают сорняки. 

1.3. Влияние удобрений на качество зерна яровой пшеницы.

         Применение удобрений (органических и минеральных) в правильных дозах и соотношениях, в надлежащие сроки и рациональными способами не только повышает урожаи пшеницы, но и улучшает качество зерна как на подзолистых, так и на черноземных и каштановых почвах.

     Исследования  доказывают, что удобрениями можно  значительно улучшить такие важные физические свойства зерна, как вес 1000 зерен, натура и стекловидность, и улучшить химический состав зерна, повысив содержание в нем белка  и клейковины.

     На  важнейшее качество пшеницы —  белковость зерна - наибольшее влияние оказывает азотное удобрение, особенно при достаточных дозах этого удобрения.

     Яровая  пшеница более требовательна  к плодородию почв, чем другие яровые хлеба. На формирование 1 тонны зерна  и соответсвующего количества побочной продукции она выносит из почвы: азота – 35 – 45 кг, фосфора – 9 – 12 кг, калия – 18 – 24 кг.

     Потребление азота идет в течении всей вегетации. В первый период оно значительно и резко возрастает ко времени выхода в трубку и колошения, а затем снижается и продолжается вплоть до молочной спелости. Достаточное обеспечение азотом в первый период способствует образованию узловых корней, цветков и колосков в колосе. Норму минеральных удобрений устанавливают с учетом агрохимического обследования почвы, планируемого урожая и коэффициентов использования элементов питания из почвы и удобрений.

     Удобрения вносят во время обработки второй или третьей обработки пара на глубину 12 – 16 см. При посеве в рядки  вносят гранулированный суперфосфат  в дозе 10 – 15 кг д.в. / га при размещении яровой пшеницы по зерновым и пропашным  предшественникам, в зоне достаточного увлажнения, фосфор вносят в составе  комплексных удобрений (аммофос, диаммофос). На урожайность яровой пшеницы хорошо влияют органические удобрения, особенно на почвах с низким содержанием гумуса.

     Примерные нормы органических удобрений: Черноземная  зона, на почвах с высоким содержанием  гумуса – 15 – 20 т/га. Нечерноземная  зона, на почвах с низким содержанием  гумуса – 30 – 40 т/га. Органические удобрения  вносят под основную обработку почвы  или под предшествующую культуру, фосфорно – калийные – под вспашку осенью. Если с осени фосфорно – калийные удобрения не вносили, то их можно внести весной под культивацию или в подкормку.

     Локальное внесение удобрений под яровую пшеницу  более эффективно, чем под культивацию. Некорневые подкормки яровой пшеницы (в период колошение – цветение) азотными удобрениями (мочевиной) улучшают качество зерна, увеличивают качество зерна, увеличивают содержание белка  на 1 – 1,5 % и клейковины – на 3 – 3,5 %.

         Для нормального роста и развития растений необходимо вносить микроудобрения – бор, марганец, цинк, медь, молибден. Нормы органических и минеральных удобрений следует корректировать в зависимости от условий возделывания, плодородия почвы и предшественника.

Нормативные требования к качеству продукции.

         Качество зерна, принимаемого хлебопекарными пунктами, а также поступающего на предприятия мукомольной промышленности, должно отвечать определенным требованиям. Под качеством обычно понимают сумму или совокупность свойств и признаков, определяющих возможность использования зерна по целевому назначению и для длительного хранения.  
Качество каждой партии зерна устанавливают по небольшим образцам весом всего в 2 кг; отдельные показатели качества – исследованием совсем маленьких навесок. 
          При рассмотрении понятия качество зерна необходимо разграничивать две основные стороны этого вопроса:

1.  пищевое  достоинство

2. технологические  свойства - пригодность для изготовления  хлеба.

          Пищевое достоинство пшеницы зависит от химического состава зерна, главным образом содержания белка и его аминокислотного состава.

           Белок - наиболее ценная часть пшеничного зерна. Поэтому содержание и состав его являются важнейшими показателями качества зерна.

           Стекловидность зерна: важнейший показатель его качества. Он характеризует консистенцию эндосперма. Стекловидность определяется по внешнему виду и степени прозрачности эндосперма. По стекловидности зерно подразделяют на стекловидное, частично стекловидное и мучнистое. Стекловидное зерно отличается повышенным содержанием белка, клейковины, хорошей углеводно-амилазной активностью, высоким выходом муки.

           Натура зерна: масса единицы объема, она тем больше, чем большее количество зерен поместилось в определенном объеме, и чем больше удельный вес зерна. Натура в первую очередь зависит от плотности укладки зерна в данном объеме, или от скважности зерновой массы. На натуру зерна оказывает влияние форма зерна, его выполненность и характер поверхности. Натурная масса непосредственно связана с выходом муки. Чем выше натура зерна, тем выше выход муки. Натуру зерна определяют взвешиванием определенного об объема зерна с помощью пурки, и выражают 1 литр зерна в граммах (750-800гр.). 
 

Методы  определения качества растениеводческой  продукции

1.Отбор проб - по ГОСТ 13586.3  
2. Определение запаха, цвета и обесцвеченности - по ГОСТ 10967.  
3. Определение влажности - по ГОСТ 13586.5.  
4.Определение сорной и зерновой примесей - по ГОСТ 13586.2.

5. Определение  зараженности - по ГОСТ 13586.4. 
6.Определение типового состава - по ГОСТ 10940.  
7.Определение натуры - по ГОСТ 10840. 
8.Определение стекловидности - по ГОСТ 10987.  
9.Определение массовой доли и качества клейковины - ГОСТ 13586.1. 10.Определение числа падения - по ГОСТ 27676-88. 
11. Определение фузариозных зерен по методике, утвержденной 12.Госагропромом    СССР и Минхлебопродуктом СССР.  
13.Содержание токсичных элементов определяют по ГОСТ 26927, ГОСТ 26930 - ГОСТ 26934, микотоксинов и пестицидов - по методам, утвержденным Минздравом СССР. 

                                           Результаты исследований

                                      Урожайность яровой пшеницы, г/м²

     Вывод: Минеральные удобрения оказали  существенное влияние на урожайность  яровой пшеницы. Наибольшая прибавка урожая наблюдается в последнем варианте при внесении известково – аммиачной селитры в дозе 60 кг д.в./га. Наименьшая прибавка – при внесении аммиачной селитры в дозе 40 кг д.в. /га (наименьшее отклонение от контроля). 

                                                   Выживаемость, %

            Вывод:  Во всех вариантах отклонение  от контроля меньше значения  НСР, что позволяет сделать  вывод о том, что внесение  минеральных удобрений не оказало  значительного влияния на выживаемость  растений.                                      
 

                                                  Продуктивность колоса

Вывод: Все варианты опыта не дали существенные отклонения. Все полученные значения находятся в пределах НСР; внесение различных доз минеральных удобрений  не оказало значительного влияния  на продуктивность колоса.