Прогноз та верифікація білка в зерні пшениці озимої за вмістом загального азоту в листках

УДК: 633.11 324:631.81.033

ПРОГНОЗ ТА ВЕРИФІКАЦІЯ БІЛКА В ЗЕРНІ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ ЗА ВМІСТОМ ЗАГАЛЬНОГО АЗОТУ В ЛИСТКАХ Макаренко М. В., кандидат сільськогосподарських наук, Бордюжа Н. П., аспірант*

Національний аграрний університет

Встановлено, що між вмістом загального азоту в листках пшениці озимої в фази колосіння та цвітіння і вмістом білка в зерні у фазу повної стиглості спостерігалась тісна кореляційна залежність (у фазу колосіння r=0,99, у фазу цвітіння r=0,97). Отримані рівняння кореляційної залежності можна використовувати для прогнозу вмісту білка в зерні пшениці озимої.

Ключові слова: пшениця озима, урожайність, удобрення, вміст білка в зерні, накопичення сухої речовини рослинами, вміст азоту в листках першого та другого ярусу.

В репродуктивний період росту і розвитку пшениці озимої діяльність всіх органів рослини спрямована на більш повне забезпечення зерна, що формується, поживними речовинами. В цей період стрімко зростає роль листків як основного фотосинтезуючого органу, який забезпечує органічними речовинами суцвіття і зернівки, що наливаються.

У функціонуванні листків різних ярусів відмічають певну послідовність. Перші три зародкових листки забезпечують ріст третього і четвертого стеблових, які, в свою чергу, — ріст шостого — восьмого листків, п’ятий і шостий — забезпечують підсилений ріст верхніх міжвузлів стебла і проходження VI — VIII етапів органогенезу, сьомий і восьмий листки і квіткові луски живлять зернівки, що формуються на X — XI етапах органогенезу.

З усіх складових продукційного процесу тільки листкам верхніх ярусів належить вирішальна роль в формуванні врожаю зерна. Вклад окремих органів в фотосинтез цілої рослини пшениці озимої в період наливу зерна різний. За рахунок колоса відбувається 9,3% фотосинтетичних процесів, верхніх двох листків — 56,2%, листкових піхв — 17, 7%, стебла — 17%. Загальні закономірності мають чітко виражений сортовий характер, які необхідно враховувати при вирощуванні різних сортів цієї культури.

В результаті функціонування листкового апарату у цього злака утворюється біля 20 — 25% зернової продукції, переважна роль в цьому належить листкам верхніх ярусів. Усі інтенсивні сорти пшениці озимої, до яких відноситься і Миронівська 61, характеризуються повільним старінням верхніх листків і підсиленням фотосинтезу в період наливу зерна. Вклад фотосинтезуючого органу рослини у формування врожаю таких сортів більш суттєвий. Функціонування верхніх листків в період формування і наливу зерна залежить від погоди і умов живлення рослин.

Дослідження з 15N показали, що під час формування зернівок листки нижніх ярусів, якщо вони навіть повністю зелені, втрачають здатність до постачання асимілятами репродуктивних органів. Основну роль у живленні зернівок, що формуються, відіграють листки верхніх ярусів, які значно слабше уражуються іржею, ніж листки нижніх ярусів і, таким чином, продовжують постачати зернівку азотом, зольними елементами та продуктами фотосинтезу [5,6].

Тож, в період формування зерна пшениці озимої основна роль в формуванні врожаю і накопиченні необхідних речовин в зерні належить верхнім листкам, які в репродуктивний період зберігають досить високий рівень життєдіяльності.

Актуальність. За вирощування пшениці озимої поряд із підвищенням валових зборів зерна все більшу увагу приділяють показникам його якості, основним із них є вміст білка. Підвищення білковості зерна залишається важливою проблемою зернового господарства.

Матеріали та методи. Дослідження проведені у тривалому досліді кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна в 2004;2006рр. в правобережному Лісостепу України. Грунт дослідної ділянки — лучно-чорноземний карбонатний грубопилувато-легкосуглинковий на лесовидному суглинку. Орний шар грунту характеризувався середнім вмістом гумусу (4,09%), середнім ступенем забезпечення зернових культур рухомим фосфором (27,0 мг/кг) і низьким — обмінного калію (89,3 мг/кг).

Дослід закладено у трикратному повторенні. Розмір посівної ділянки становив 172 м², облікової ділянки — 100 м². У досліді використали такі добрива: аміачна селітра (34%) (ГОСТ 2−85), гранульований суперфосфат (19,5%) (ГОСТ 5956−78), калій хлористий (60%) (ГОСТ 4568−95) згідно схеми досліду.

Об'єкт дослідження — пшениця озима сорту Миронівська 61, попередником якої була конюшина на один укіс. Посів насіння культури здійснили в оптимальні для цієї зони строки. Збір урожаю провели за біологічної стиглості рослин прямим комбайнуванням. Зразки рослин відбирали і підготовлювали до аналізу загальноприйнятими в агрохімії методами. Суху речовину в рослинах визначали гравіметричним методом (ГОСТ 13 586.5−93). Озолення рослинного матеріалу проводили за А. Гінзбург та ін. з наступним визначенням азоту фотометричним методом за допомогою реактиву Неслера.

Результати. Наші дослідження показали, що нагромадження сухої речовини в листках пшениці озимої Миронівська 61 залежало від фази росту і розвитку рослин, рівня мінерального живлення й умов вегетаційного періоду (табл. 1). Максимальна кількість сухої речовини в листках 1 і 2 ярусів в умовах проведення досліду накопичувалось у фазу колосіння. Значно більше сухої речовини накопичувалося в листках першого ярусу. Внесення добрив забезпечувало більш високу інтенсивність цього процесу. Найбільша кількість сухої речовини спостерігалась за внесення N45P120K120 + N30 на фоні післядії гною.

Таблиця 1

Вплив внесення добрив на динаміку накопичення сухої речовини в листках пшениці озимої, г на 100 сухих листків

Після колосіння вміст сухої речовини в листках помітно зменшувався, не зважаючи на те, що процес фотосинтезу в них був ще досить інтенсивним. Відбувався відтік пластичних речовин, азоту і зольних елементів з листків у репродуктивні органи. Найбільш виразне зменшення в них вмісту сухої речовини за добу спостерігали в період формування й наливу зерна. По мірі старіння листків цей процес поступово затухав. Більш помітне зменшення вмісту сухої речовини спостерігали в листках 1 ярусу, що пов’язано з їх фізіологічним станом. Застосування добрив обумовлювало менш інтенсивне протікання цього процесу в листках 1 та 2 ярусів. Він також залежав від загального стану рослин і умов року.

Важливим компонентом сухої речовини листків пшениці озимої є азот, від вмісту якого залежать напрям і інтенсивність всіх фізіолого-біохімічних процесів рослин.

Результати наших досліджень показали (табл. 2, 3), що вміст азоту в листках 1 і 2 ярусів по фазам росту та розвитку рослин помітно змінювався. На цей показник впливали ярус і фізіологічний стан листків, рівень мінерального живлення та умови вегетаційного періоду. Максимальну кількість азоту в листках цих ярусів спостерігали у фазу колосіння. Після неї цей показник поступово зменшувався за рахунок інтенсивного відтоку пластичних речовин до зернівки. В листках першого ярусу спостерігавсь більший вміст азоту, ніж другого. Внесення добрив помітно підвищувало цього показника. Значно інтенсивніше цей процес протікав у варіантах, де вносили N30P80K80 + N30 і N45P120K120 + N30 на фоні післядії гною. Аналізуючи ефективність азотних добрив в складі повного мінерального добрива необхідно зауважити, що їм належить дуже важлива роль в накопиченні азоту та сухої речовини рослинами. В період формування зернівки встановлено вищу інтенсивність відтоку азоту з листків першого ярусу, ніж другого.

Експериментальні дані свідчать по те, що в період формування та наливу зерна пшениці озимої значна кількість поживних речовин в зерно

Таблиця 2

Вплив добрив на динаміку вмісту азоту в листках пшениці озимої, % на суху речовину

Таблиця 3

Вплив добрив на динаміку вмісту азоту в листках пшениці озимої, мг на 1 г сухої речовини

надходила із листків, кількість сухої речовини в яких зменшувалась. Листки різних ярусів нерівноцінні в цьому відношенні. Із збільшенням висоти ярусу зростало його значення в наливі зерна. Тому для діагностики азотного живлення рослин пшениці озимої і прогнозування показників якості зерна переважаюче значення мають листки цих ярусів.

Дослідження показали, що до фази колосіння в листках першого та другого ярусів, як найбільш фізіологічно активних, накопичується основна кількість азоту. В період формування і наливу зерна відбувався інтенсивний його відтік. Рівень накопичення азоту в листках та інтенсивність його відтоку в зерно визначаються запасами азоту в ґрунті у весняний період. Встановлено, що між вмістом азоту в листках у фази колосіння і цвітіння і вмістом білку в зерні у фазу повної стиглості (табл. 2, 4) існує тісна позитивна кореляційна залежність (у фазу колосіння r =0,985 при S = 0,04, у фазу цвітіння r = 0,970 при S = 0,06).

пшениця озимий азот листок

Таблиця 4

Вплив добрив на вміст білка в зерні пшениці озимої, % на суху речовину

Лінійне рівняння регресії у фазу колосіння для листків першого ярусу має вигляд у = 9,695 + 0,396х, а для листків другого: у = 9,268 + 0,488х. Лінійне рівняння регресії у фазу цвітіння для листків першого ярусу має вигляд у = 9,446 + 0,625х, а для листків другого: у = 9,511 + 0,714х, де: у — вміст прогнозованого білка в зерні, %; х — вміст азоту в листках, %.

Наведені рівняння регресії дають можливість прогнозувати можливий вміст білку в зерні на ранніх етапах органогенезу з метою оперативного втручання щодо доцільності проведення позакореневого підживлення та визначення необхідної дози азоту.

Проведені дослідження в виробничих умовах (табл. 5) підтвердили ефективність цього підходу до прогнозу вмісту білку в зерні пшениці озимої Миронівська 61 за умов північного Лісостепу.

Таблиця 3.11

Прогноз вмісту білка в зерні пшениці озимої за вмістом азоту в листках

Висновки

Внесення добрив позитивно вплинуло на накопичення загального азоту в листках. У всі фази росту та розвитку рослин у варіантах з добривами цей процес у листках першого та другого ярусів протікав інтенсивніше порівняно з варіантом без добрив (контроль), найінтенсивніше — за внесення N45P120K120 + N30 на фоні післядії гною (12т/га). Після фази колосіння вміст азоту в асиміляційному апараті поступово зменшувався за рахунок інтенсивного його відтоку в репродуктивні органи для формування та наливу зернівок.

Виявлена тісна кореляційна залежність (r = 0,985 у фазу колосіння та r = 0,970 у фазу цвітіння) між вмістом азоту в листках у фазу цвітіння та вмістом білка в зерні у фазу повної стиглості. Отримані рівняння кореляційної залежності можна використовувати для прогнозу вмісту білка в зерні пшениці озимої з метою оперативного втручання щодо доцільності проведення позакореневого підживлення та визначення необхідної дози азоту.

Список літератури

1. Senthold Asseng, Neil C. Turner, Tina Botwright, Anthony G. Condon Evaluating the Impact of a Trait for Increased Specific Leaf Area on Wheat Yields Using a Crop Simulation Model//Agronomy J. — 2003. — V. 95. — P. 10 — 19.

2. Куперман Ф. М. Морфофизиология растений. — М.: Высш. шк., 1977. — 281 с.

3. Рослинництво: Підручник /В.Г. Влох, С. В. Дубковецький, Г. С. Кияк, Д. М. Онищук; За ред. В. Г. Влоха. — К.: Вища шк., 2005. — 382 с.

4. Бабенко В. И., Колесник Л. П., Бирюков С. В. Роль листьев различных ярусов в создании урожая зерна у високои низкопродуктивных сортов пшеницы // Сельскохозяйственная биология. — 1977. — Т. 12. — № 2. — С. 198 — 203.

5. Кравцова Б. Е. Размер листовой поверхности и продуктивность ее работы // Вести сельскохозяйственной науки. — 1957. — № 4. — С. 37 — 46.

6. Кравцова Б. Е. К вопросу о роли надземних вегетативных органов в формировании колоса у яровой пшеницы. — Морфогенез растений. — М.: Узд-во Моск. университета, 1961. — С. 53 — 59.

Установлено, что между содержанием общего азота в листьях пшеницы озимой в фазу колошения и цветения и содержанием белка в зерне в фазу полной зрелости наблюдалась тесная корреляционная зависимость (в фазу колошения r=0,99, в фазу цветения r=0,97). Получены уровнения корреляционной зависимости можна использовать для прогноза содержания белка в зерне пшеницы озимой.

Ключевые слова: пшеница озимая, урожайность, внесение удобрений, содержание белка в зерне, накопление сухого вещества растениями, содержание азота в листьях первого и второго яруса.

Content of Nitrogen in Winter Wheat Leaves of Heading Stage (r=0,99) and Flowering Stage (r=0,97) was correlated with Content of Protein in Grain of Full Maturity. This Correlation prognosticate Content of Protein in Grain of Winter Wheat.

Key-words: Winter Wheat, Yield, Application off fertilizers; Content of Protein in Grain, Accumulation of Plants' Dry Matter, Content of Nitrogen in Leaves of First and Second Tiers.