Влияние систем защиты растений и уровня азотного питания на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны РФ

Пшеница является одной из важнейших зерновых культур, составляющих основу не только продовольственной безопасности отдельных государств, но общемирового продовольственного и кормового баланса. Для стран с высокой долей сельского хозяйства в структуре валового внутреннего продукта, к числу которых традиционно относят Россию, пшеница является ключевым продуктом экспортного назначения и, следовательно, важным составляющим импортно-экспортного баланса государства в целом.

В зерновом производстве большинства регионов нашей страны происходят глубокие количественные и качественные изменения, связанные с переходом на рыночные отношения. Практически повсеместно этот процесс сопровождался резким спадом производства зерна, ухудшением его качества, снижением уровня интенсивности и эффективности зерновой, отрасли (Кравцов С.А., 2000; Шутьков А., 2001; Учаева Г. И., Сенаторов Д. В., 2003).

Зерновые культуры в 1986;1990 г. г. возделывались на 65,6 млн. га. В 1995 г. посевные площади сократились на 10,9 млн. га (на 16,6%), а в 2000 г. — еще на 8,8 млн га (16%). В 2004;2007 г. г. площадь под зерновыми культурами составляла всего 43,4−44,4 млн га, под пшеницей — 23,6−25,4 млн. га. За годы перестройки производство зерна в России опустилось до уровня 1956 г., объем производства сельскохозяйственной продукции сократился на 45% или на 5% больше, чем за годы Великой Отечественной войны (Шутьков А, 2001). В 1986;1990 г. г. валовый сбор зерна составил в среднем по Российской Федерации 104,3 млн т, в 1991;1995 г. г. — 88,0 млн.т. В 19 962 000 г. г. объем производства зерна снизился по сравнению с 1991;1995 г. г. на 27% (с 88 млн. т до 64 млн. т). В 1998 г. от засухи и суховеев пострадали практически все основные зерновые зоны. В целом по стране было собрано всего по 9,4 ц/га, а валовый сбор опустился до самой низкой за последние 50 лет отметки — 47,8 млн. т. (Романенко Г. А., 2000), пшеницы — 27,0 млн. т. За.

2001;2005 г. г. валовый сбор зерна составил 79, 0 млн т, пшеницы — 45,96 млн т. Максимальный сбор зерна в этом пятилетии был в 2001 и 2002 г. г. — 85,2 и 86,6 млн. т, пшеницы — 46,98 и 50,6 млн. т. В 2007 г в хозяйствах всех категорий Российской Федерации по данным Минсельхоза произведено 82 млн т зерна. Рекордным по валовому сбору стал 2008 г. — в стране в связи с благоприятными погодными условиями получено 105,5 млн т зерна.

Для обеспечения продовольственной безопасности в России ежегодно должно производиться 135 млн.т. зерна. Из этого количества на продовольственные цели требуется 25−27 млн. т, на корм скоту и птице — 70,0−72,2, на семена — 15,6−16,2, на создание страховых и переходящих запасов семян и зернофуража — 7,7−8,3 млн. т (Романенко Г. А., Тютюненков А. И., 1997; Бондаренко Г. И, 2004, 2005 г. г.,). Среднедушевое производство зерна в нашей стране в 2004;2007 г. г. составило 543−576 кг/чел.,' тогда как критерием обеспеченности продовольствием является 1 т. Для сравнения, в Канаде его производится около 2,0 тДании 1,9- Австралии 1,5- США — более 1,2- Франции и Аргентине — около 1,0 т на душу населения (В.П. Агафонов, Е. А. Антонов, Г. И. Баздырев и др., 2001). Таким образом, увеличение производства зерна для нашей страны остается актуальной проблемой. Одним из путей увеличения производства зерна является повышение урожайности.

Урожайность яровой и озимой пшеницы в среднем на территории РФ за период с 1992 по 2003 находилась на уровне 1,61 — 2,43 т/га, в 2004, 2005, 2006 и 2007 г. г. составила соответственно 1,98- 1,93- 1,95 и 2,10 т/га. В центральном районе Нечерноземной зоны урожайность в 2004;2007 г. г. колебалась от 1,85 в 2005 г. до 2,33 т/га в 2007 г. (Агропромышленный комплекс России в 2009 г., 2010.) т. е. потенциальные возможности сортов остаются не реализованными.

В последние годы в России по данным ГНУ ВНИИЗ сложилась устойчивая тенденция к снижению товарного качества зерна. Доля продовольственной пшеницы в структуре урожая составляет всего 65−74%. В валовом сборе зерно сильных пшениц составляет ничтожно малую долюменее 0,5%. Продовольственная пшеница представлена в основном зерном 3-го и 4-го классов с преобладанием последнего (Мелешкина Е., 2005). Пшеница 4-го класса, как известно, нуждается в пшеницах — улучшителях, которых недостаточно. Да и из зерна 3 класса выработанная мука не всегда отвечает требованиям хлебопекарной промышленности (Мелешкина Е.П., Мартьянова А. И., 2004).

По данным Федерального центра оценки безопасности и качества зерна и продуктов его переработки качество зерна в России продолжает снижаться. Доля продовольственной пшеницы по данным директора центра А. Хатунцова в самом урожайном 2008 г. снизилась до 63%. Доля пшеницы 3-го класса составила 26% от обследованного урожая, 4-го класса — 37%. В отдельных регионах содержание клейковины в пшенице уменьшилось на 3−5%. Меньше всего клейковины в зерне 3-го класса урожая 2008 г. было в Центральном Федеральном округе (23,4%), больше всего — в Сибирском (26,3%).

Резкое снижение качества зерна происходит и в регионах, традиционно производивших высококачественное зерно. Так в Краснодарском крае с 1972 по 1993 г. г. доля высококачественного зерна колебалась от 26 до 95% при урожайности 3,0- 5,6 т/га. В 2006 г. удельный вес такого зерна снизился до 22%, при этом валовый сбор зерна увеличился и составил 4,8 млн. т, при урожайности 4,51 т/га (Моисеев В., 2006). В 2008 г. в Южном федеральном округе доля низкокачественной пшеницы 4 класса составила 48%, что больше чем в целом по стране на 11%. Мягкая пшеница 3-го класса в Краснодарском крае и Ростовской области содержала всего 23% клейковины, что соответствует нижнему уровню для зерна этого класса.

В связи с сокращением посевных площадей зерновых культур, их валовых сборов, снижением качества зерна в основных зернопроизводящих регионах, которые по своим природно-климатическим условиям призваны производить качественное и сравнительно дешевое зерно, в настоящее время остро стоит вопрос самообеспечения наиболее густонаселенного Центрального района Нечерноземной зоны зерном собственного производства, пригодным для хлебопечения (Ториков В.Е., Иванов А. Д., Горин А. В., 1999; Ториков В. Е, 2000).

Центральный район нечерноземной зоны по оценкам специалистов может стать зоной устойчивого производства зерна пшеницы. Однако для данного региона особенно острой остается проблема качества зерна. Доля продовольственной пшеницы здесь составляет всего 50%.

Таким образом, разработка сортовых зональных технологий возделывания пшениц, сочетающих принципы максимальной экономической эффективности, продуктивности и безопасности, внедрение новых высокопластичных сортов, поиск направлений рационального использования зерна IV, V классов, разработка мероприятий по борьбе с потерями являются ключевыми средствами повышения эффективности работы целого комплекса отраслей народного хозяйства, включающего различные отрасли сельского хозяйства, кормопроизводства, мукомольного, крупяного и хлебопекарного производства.

На современном этапе развития науки особое значение приобретает комплексное изучение сельскохозяйственных культур в условиях агробиоценоза с выявлением характера и степени влияния не только отдельных факторов, но и определение закономерностей совместного влияния ключевых, прежде всего, антропогенных факторов на количественно-качественные характеристики биоценоза с учетом величины эффектов взаимодействия данных факторов.

В рамках настоящей работы изучается вклад ключевых средств химизации современных интенсивных технологий: системы удобрения (СУ) и системы защиты растений (СЗР) в вариацию основных результативных признаков посевов озимой пшеницы по итогам совокупности фенологических и метеорологических наблюдений с выявлением закономерностей совместного действия указанных средств химизации.

Обеспеченность растений макрои микроэлементами в течение всего периода вегетации и, главным образом, в ходе критических периодов роста и развития является важнейшим фактором формирования урожая. Рациональные дозы внесения органических и минеральных удобрений, сроки и способы обработок, характер влияния почвенно-климатических факторов в Нечерноземной зоне достаточно полно описаны в специализированной литературе. Однако рекомендованные различными авторами дозы минеральных, и в первую очередь, азотных удобрений, сроки и способы их внесения значительно различаются, что связано прежде всего с высокой зависимостью эффективности использования удобрений от уровня плодородия почвы, климатических особенностей региона, нормы реакции испытуемого объекта и прочих факторов.

Система химической защиты растений является одним из ключевых факторов снижения потерь, повышения урожайности, качества, а нередко и безопасности продукции. В настоящий время распространены различные химические средства защиты растений (ХСЗР), в т. ч. системы с расчетом доз, сроков внесения препаратов по экономическим порогам вредоносности, «рекомендованные системы» для определенных зон и другие. Для всех препаратов, внесенных в «Перечень» разработаны рациональные дозы, сроки, способы внесения, возможность применения в баковых смесях и пр.

Однако в научной и прикладной литературе мало внимания уделяется важному вопросу характера и величины эффектов взаимодействия, сравнительной оценки степени влияния перечисленных антропогенных факторов на основные характеристики посевов озимой пшеницы, а также степень влияния метеорологических факторов на эффективность применения данных приемов.

Поэтому на современном уровне развития науки особое значение приобретает комплексное изучение объекта исследований с выявлением характера и степени влияния не только отдельных факторов на количественно-качественные характеристики объекта, но и определение степени взаимовлияния отдельных факторов с учетом возможных положительных или отрицательных эффектов. Решению этой прикладной задачи и посвящена настоящая работа.

На фоне снижения объемов производства зерна сильных и ценных пшениц необходимы поиски путей улучшения зерна пониженного качества IV, V классов и дефектного. Одним из способов улучшения качества является его обогащение с помощью аэродинамического фракционирования. Однако данные в литературе по этому вопросу очень малочисленные. Возможности этого способа не достаточно изучены.

Исследование возможности стабилизации качества зерна разных сортов с помощью метода фракционирования зерна по аэродинамическим свойствам является одним из направлений исследований данной работы.

Цель и задачи исследований.

Целью настоящей работы являлось изучение совместного влияния уровня азотного питания и систем защиты растений на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы, выращиваемой по пласту многолетних бобово-злаковых трав в условиях ЦРНЗ, а также возможности стабилизации качества зерна для мукомольной промышленности методом его фракционирования по аэродинамическим свойствам.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

— определить характер и степень совместного влияния различных доз азотных удобрений и систем защиты растений на урожайность озимой пшеницы;

— выявить влияние комплексного применения удобрений и ХСЗР на физико-химические и хлебопекарные показатели качества зерна;

— изучить отзывчивость озимой пшеницы сортов Полесская безостая и Московская 39 на внесение азотных удобрений и применение средств химической защиты растенийустановить влияние метеорологических условий в формировании урожайности и качества зерна озимой пшеницы при комплексном применении азотных удобрений и химических средств защиты растенийэкспериментально изучить возможности метода фракционирования зерна по аэродинамическим свойствам для улучшения показателей качества зерна озимой пшеницыпровести агроэкономическую оценку эффективности комплексного применения различных доз азотных удобрений и систем защиты растений при выращивании пшеницы на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах в условиях ЦРНЗпо результатам исследований дать рекомендации производству по повышению продуктивности и качества зерна озимой пшеницы в условиях ЦРНЗ.