CC BY
78
Влияние биологических особенностей агрофитоценозов проса, гречихи на их продуктивность и качество крупы
А.В. Ряховский, д.с.-х.н, профессор, В.Н. Варав-ва, д.с.-х.н., доцент, ОренбургскийГАУ
Среди крупяных культур просо и гречиха на Южном Урале занимают ведущее место. В частности, в Оренбургской области под них выделяется около 400 тыс. га, что составляет 6,7% от общей посевной площади зерновых культур.
Главное направление в использовании зерна проса и гречихи — приготовление круп, а потому важно знать их сравнительный химический состав (табл. 1).
В питании человека особый интерес представляет зерно гречихи, в котором содержание незаменимых аминокислот близко к продуктам животного происхождения, а по общему их составу белок зерна гречихи сравним с белком зерновых бобовых культур. Необходимо отметить, что водо-
растворимая форма белков — альбумины — составляют 58% от общего их количества в зерне гречихи, тогда как в зерне пшеницы только 5%. Зародыш гречихи остается в составе крупы, а потому последняя существенно обогащается витаминами В1 (6 мг/кг), РР (44 мг/кг).
Зерно проса приобретает особую ценность в связи с наличием в нем биологически активного вещества милиацина, выпадающего при стоянии просяного масла. Отмечено положительное воздействие этого вещества на прирост мышечной ткани и массы бычков-производителей, на яйценоскость птиц.
Знание особенностей морфологии и биологии проса и гречихи необходимо для подбора наиболее оптимальных параметров основных технологических операций, включая и применение искусственных туков. Обе культуры относятся к группе
1. Химический состав крупы проса и гречихи
Показатели Пшенная Гречневая
Относительное содержание, % белок 12,0 10,0
жир 3,5 3,0
крахмал 81,0 82,0
сахар 0,15 0,30
клетчатка 1,04 2,00
вода 1,45 2,10
Развариваемость, мин. 25 35
теплолюбивых, и наиболее оптимальной для прорастания семян является температура почвы 10— 12° на глубине 6—8 см. Именно по этой причине их высевают во второй-третьей декадах мая, однако допустимы и посевы в первой декаде июня. В связи с этим возникает и необходимость проведения 1-2-х предпосевных культиваций для уничтожения активно прорастающих сорных растений.
В результате этого обстоятельства появляется возможность допосевного локально-ленточного внесения гранулированных минеральных удобрений на глубину 15 см при первой культивации при использовании для этого зерностерневых сеялок СЗС-2,1.
Прорастание зерновок проса и гречихи возможно при поглощении ими соответственно 30 и 45% влаги от их массы, что становится возможным при наличии перед посевом в слое почвы 0—10 см не менее 10—12 мм продуктивной влаги. Фактические запасы влаги часто не достигают отмеченных выше оптимальных значений, а потому всхожесть семян проса в условиях степных районов остается на низком уровне — 50—70% от числа высеянных всхожих зерен. Несмотря на большую потребность во влаге, всхожесть семян гречихи в полевых условиях значительно выше всхожести семян проса, что и обусловливает более равновеликую площадь питания первой культуры. Это преимущество обеспечивается, вероятно, более высоким содержанием крахмала и водорастворимых форм белковых соединений в семени гречихи, а также большей суммарной его поверхностью, лучшим контактным соприкосновением со структурными агрегатами почвы.
Существенное влияние на продуктивность растений крупяных культур оказывают особенности развития корневой системы.
У гречихи эта система состоит из первичного корня и вторичных придаточных корешков с высокой плотностью их размещения. При этом основная их масса распространяется на глубину до 40 см, а отдельные корни — 80—100 см. Молодые корневые волоски выделяют в почвенный раствор ряд органических кислот (муравьиную, уксусную, щавелевую, лимонную), что позволяет переводить труднодоступные соединения макроэлементов в усвояемые формы. Кроме этого, стержневой характер развития позволяет корневой системе гре-
чихи быстрее уйти за пределы верхнего, быстро пересыхающего слоя почвы в более глубокие ее горизонты с меньшими, но более гарантированными запасами влаги.
У проса корневая система состоит из первичных и вторичных образований и имеет мочковатую форму, в основном размещающуюся в почве до глубины 40—50 см. Появление узловых корней происходит в стадии 3—4 листочков, но лишь при выпадении достаточного количества осадков в первой-второй декадах июня. Это условие чаще всего не обеспечивается, а потому образования вторичной корневой системы не происходит, что резко снижает продуктивность проса.
По данным кафедры агрохимии Оренбургского ГАУ [1, 2], массовая доля зародышевых корешков (лабораторный опыт, экспозиция — 14 суток) при проращивании гречихи и проса на песчаном субстрате и без удобрений составляет соответственно 78 и 77% относительно массы ростков. В условиях вегетационного опыта корневой системы в зрелых растениях проса и гречихи находится соответственно на уровне 8,2 и 10,2% от массы надземных органов изучаемых культур и в расчете на одно растение — 0,23 и 0,41 грамма. При сохранности растений к уборке на уровне 2,0 млн. шт./га масса корневой системы составляет у проса 460 кг, у гречихи — 820 кг/га. Информация по относительной массовой доле корневой системы позволяет определить накопление в почве сухого и органического вещества, а также возможное накопление гумуса при известковой фактической массе основной и побочной продукции проса и гречихи.
Направление и степень отзывчивости проса на удобрения в условиях сухостепных районов Казахстана были следующими: дробное внесение в три приема (под вспашку + под культивацию + при посеве) не имеет преимущества перед разовым их использованием под основную обработку почвы; одностороннее внесение как азота, так и калия не обеспечивает должного эффекта; наибольших размеров прибавка урожая зерна достигает на фоне М60Р60К60 [3]. По данным же Васильева (1970), в восточном Казахстане на обыкновенных черноземах при одностороннем внесении наибольшей эффективностью обладает азот, действие фосфора значительно слабее. Из числа парных сочетаний лучшим признан вариант М60Р60, а исключение калия из состава полного удобрения практически не снижает урожай зерна проса. Подобные закономерности отмечены и в опытах Краснокутсткой опытной станции. В условиях Оренбургской области на обыкновенных черноземах при основном внесении наибольшей эффективностью обладает также полное удобрение М30Р30К30, прибавка урожая зерна в среднем составляет 3,5 ц/га.
В степных условиях СНГ научно-исследовательская работа по определению направления и сте-
пени воздействия минеральных удобрений на урожайность и качество зерна гречихи проводилась эпизодически и явно не в расширенном масштабе. Основные исследования по данному вопросу представлены ниже. В частности, в целинном крае Казахстана, в зоне расположения обыкновенных черноземов, фосфорные удобрения обладают наибольшей эффективностью в сравнении с азотными: прибавки урожая зерна в 2,7 раза выше были на фосфорных фонах. В Молдавии же и на Украине, на черноземных почвах, наибольшей эффективностью обладают азотные удобрения в дозе 60 кг/га д.в. На обыкновенном черноземе Саратовской области установлено, что полное (МРК) удобрение обладает наиболее сильным положительным действием на урожайность зерна гречихи. Более слабым было действие азотно-фосфорных, фосфорно-калийных и азотно-калийных удобрений.
Подобная закономерность отмечена и в условиях Новосибирской области, на среднемощных черноземах, в особенности при использовании фона ВД0К«,
В Бурятии, на каштановых почвах, наибольшие урожаи зерна гречихи обеспечивало одностороннее внесение азота, калийные же и фосфорнокалийные удобрения снижали продуктивность изучаемой культуры.
В Курской области исключение азота из состава полного удобрения сопровождалось снижением урожайности зерна гречихи.
В условиях Оренбургской области предпочтение отдается комплексным азотно-фосфорным удобрениям при общей их норме 90 кг/га д.в., из числа которой 30 кг выделяется для припосевного и 60 кг — для допосевного внесения.
В Оренбургском ГАУ были изучены направление и степень воздействия азота и фосфора минеральных удобрений на всхожесть семян, развитие проростков, продуктивность проса и гречихи при использовании трех методов исследований — лабораторного, вегетационного и полевого [4]. В лабораторных опытах на песчаном субстрате было установлено негативное воздействие искусственных туков на всхожесть семян: снижение этого показателя происходит у проса на 1—10%, у гречихи — на 3—19%. Размеры снижения наибольшими были при одностороннем внесении азота (3—6%) и повышенных дозах комплексных удобрений (2—19%), а минимальными — на фосфорных фонах (1—2%). Однако эти потери значительно перекрываются лучшим развитием ростков — их масса возрастает под воздействием удобрений на 3—25% при одновременном снижении массы зародышевых корешков на 14—64%. Это результат переориентации молодых растений на лучшее развитие надземных органов при дополнительном внесении макроэлементов.
В условиях вегетационного опыта при достаточной влагообеспеченности отзывчивость крупя-
ных культур на одностороннее внесение макроэлементов была неравнозначной: просо практически не реагировало на азот и фосфор, тогда как урожайность зерна гречихи возрастала соответственно на 40 и 27%. При сочетании соответствующих элементов питания урожайность проса и гречихи повышалась соответственно на 38 и 95%.
Направление и степень отзывчивости крупяных культур на азот и фосфор удобрений в различные по гидротермическим условиям периоды вегетации на черноземах южных Оренбургской области показаны в таблице 2.
2. Эффективность азота и фосфора в составе допосевного удобрения крупяных культур, ц/га (Оренбургская область)
Дозы N Дозы Р
0 30 60 90
1. Просо
1.1. Засушливый период вегетации
0 18,7 5,3 6,0 6,5
30 4,1 1,0 4,0 7,1
60 3,5 1,3 3,5 4,9
90 3,5 5,6 2,8 2,1
1.2. Благоприятный период вегетации
0 22,4 2,4 2,3 1,1
30 2,4 2,4 4,3 4,7
60 3,0 6,0 8,0 8,8
90 3,8 6,0 6,7 8,0
2. Гречиха
2.1. Засушливый период вегетации
0 8,7 0,7 2,4 3,9
30 0,3 3,5 3,0 3,1
60 2,8 0,3 1,7 2,1
90 -0,1 2,1 2,7 3,1
2.2. Благоприятный период вегетации
0 13,0 2,4 2,7 1,8
30 1,5 2,6 2,1 2,9
60 1,2 2,5 1,2 0,8
90 1,8 1,6 0,9 0
Примечание: контроль (0) — общий уровень биологической урожайности зерна, удобренные фоны — отклонения от контроля.
Просо и гречиха в условиях Оренбургской области при засухе в большей степени отзывались на одностороннее внесение фосфора, прибавки урожая зерна от которого составляли в зависимости от доз соответственно 29—35 и 6—45%, с наилучшими показателями на фоне Р90. В благоприятные периоды вегетации лучшие результаты обеспечивал вариант Р30.
Отзывчивость крупяных культур на одностороннее внесение азота была неравнозначной: увеличение урожая зерна гречихи происходило в зависимости от климатических условий и доз азотного удобрения на 0,3—2,8 г/га (3—32%), а проса — на 2,4—3,8 ц/га (11-19%).
Из числа парных сочетаний азота и фосфора на посевах гречихи лучшим признан вариант 1Ч30Р30, а на посевах проса — М30Р90 и М60Р90, соответственно, при засушливых и благоприятных условиях периода вегетации [5].
При чрезмерно напряженных гидротермических условиях (запасы продуктивной влаги в слое почвы 0—100 см и количестве атмосферных осадков — соответственно менее 70 мм) возможно снижение продуктивности проса на удобренных фонах в размере 6—36%.
Итак, в случае одностороннего внесения азота и фосфора их дозы должны находиться на уровне
30—90 кг/га, а при их сочетании — 60 до 150 кг/га: меньше — для гречихи и больше — для проса.
Литература
1. Ряховский, A.B. и др. Технология возделывания проса и гречихи в условиях степной зоны Южного Урала. Оренбург, 1994. 92 с.
2. Ряховский, A.B. Как управлять белковостью зерна // Зерновые культуры. 1989. №3. С. 22—23.
3. Кореньков, Д.А. Вопросы агрохимии азота и экологии // Агрохимия. 1990. №11. С. 28.
4. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 365 с.
5. Варавва, В.Н. Оптимизация доз, соотношений азота и фосфора в составе допосевного удобрения проса... / В.Н. Варавва, A.B. Ряховский и др. // Мат. межд. науч.-практ. конф., 18—20 апреля 2005 г. Оренбург: Изд. центр ОГАУ, 2005. С. 57-60.
