ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ПОЛУЧЕНИЕ ХОРОШЕГО КАЧЕСТВА СЫРЬЯ В УСЛОВИЯХ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА
Д.М. Ахметжанов, И.И. Серегина
ФГБОУ РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева
Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 47
dany.almazov@mail.ru
В модельных опытах в почвенной культуре изучено влияние различных форм азотно-цинковых удобрений на урожайность и показатели качества яровой пшеницы сорта Эстер в условиях окислительного стресса. Выявлены оптимальные сочетания азотных удобрений и цинка как в оптимальных условиях выращивания пшеницы, так в условиях краткосрочного дефицита влаги в почве.
Ключевые слова: азотно-цинковые удобрения, яровая пшеница, качество зерна.
Работа выполнена под руководством д. б. н. И. И. Серегиной
Ведущей задачей современного сельского хозяйства является обеспечение наиболее благоприятной продовольственной ситуации в стране. По данным Росстата в России в последние годы наблюдается тенденция возрастания посевных площадей, занимаемых зерновыми культурами. Ведущую роль среди всех зерновых культур в структуре посевных площадей России играет пшеница (озимая и яровая) [3].
В последние десятилетия было установлено, что окислительный стресс, вызванный различными негативными факторами окружающей среды, ограничивает формирование высокой урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе зерновых. Окислительный стресс, вызванный недостатком или полным краткосрочным отсутствием влаги в критический период роста растений, привлекает особое внимание современных исследователей [5, 6].
Для того, чтобы снизить пагубное воздействие стрессовых условий на формирование урожайности применяют минеральные удобрения. Стоит отметить, что интенсификация именно азотного питания приводит к получению высоких урожаев приемлемого качества. Однако на сегодняшний день известно, что не малую роль в этом играют и микроэлементы, в частности, цинк, который входит в состав ферментов, улучшающих стрессоустойчивость растений [4].
Многофакторная роль цинка в жизнедеятельности растений и его тесная связь применения с продуктивностью сельскохозяйственных культур подтверждена многочисленными исследованиями. Однако в настоящее время остаётся актуальной разработка и совершенствование научных основ рационального экономически эффективного и экологически безопасного применения комплексных цинказотных удобрений, обеспечивающих получение высоких урожаев культур в зависимости от условий водообеспечения.
Несмотря на многоплановые исследования по изучению действия цинка на продуктивность различных культур, недостаточно изученным остаётся вопрос поиска новых форм комплексных удобрений, содержащих в своем составе цинка, на процессы формирования урожайности и качество зерна яровой пшеницы в условиях окислительного стресса, вызванного засухой.
В связи с этим целью наших исследований являлось изучение влияния новых форм комплексных цинказотных удобрений на урожайность и устойчивость к засухе яровой пшеницы сорта Эстер.
Материалы и методы. Для решения поставленных задач был проведён вегетационный опыт в условиях почвенной культуры в вегетационном домике РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева. Закладка и проведение исследований осуществлялось в соответствии с общепринятыми методиками [2]. Растения выращивали в сосудах Митчерлиха вместимостью 6 кг абсолютно сухой почвы. Агрохимические показатели почвы определяли по общепринятым методикам. Посев проводили по 30 шт. в каждый сосуд семян яровой пшеницы сорта Эстер, перед посевом протравленных фунгицидом Максим +. В фазу кущения было проведено прореживание до 15 растений в сосуде.
В экспериментах создавали различные условия водообеспечения [4].
Повторность опыта 4-х кратная. После уборки урожая определяли содержание белка и сырой клейковины в зерне пшеницы с использованием прибора
SpectraStar XL 2500XL-R. Отбор проб и подготовка к БИК анализу проводили в соответствии с ГОСТ 32040-2012.
Результаты исследований. Результаты исследований показали, что применение новых комплексных цинказотных удобрений способствовало снижению влияния стрессовых условий на урожайность зерна яровой пшеницы сорта Эстер.
Оценка показателей качества зерна в условиях засухи показала, что содержание белка и сырой клейковины зависело от формы азотного удобрения, входящего в состав комплексного удобрения, и условий водообеспечения.
Выявлено, что в условиях оптимального полива наиболее эффективным вариантом оказалось применение мочевины с цинком и сульфата аммония с цинком.
Одним из важнейших показателей качества зерна яровой пшеницы является содержание в нём белка. В условиях засухи наибольшее содержание белка в зерне яровой пшеницы наблюдается в вариантах с применением сульфата аммония, как с цинком, так и без него (рис. 1). Это обусловлено способностью сульфата аммония задерживать влагу в почве, потому что в данном случае особую роль в увеличении содержания белка в зерне сыграла именно форма азотного удобрения. Однако, в варианте цинкаммония наблюдаются самые высокие значения по этому показателю. Подтверждено стимулирующее действие этого удобрения по сравнению с контрольным вариантом, где применяли сульфат аммония.
Не менее важным показателем качества зерна яровой пшеницы является содержание сырой клейковины. Качество белкового комплекса эндосперма пшеницы – это его способность образовывать клейковину с повышенной эластичностью [1].
В условиях окислительного стресса, вызванного засухой применение цинкаммония, способствовало наибольшему увеличению содержания сырой клейковины. В данном варианте абсолютное содержание сырой клейковины возросло на 18,5% по сравнению с контролем без цинказотных удобрений (рисунок 2). Сделано предположение, что применение цинказотных удобрений оказывает стабилизирующее действие на эффективность поглощения растениями азота и обеспечивает высокий уровень синтетических реакций азотного обмена, что приводит к улучшению качества зерна и позволяет использовать его для продовольственных целей или в качестве улучшителя зерна более худшего качества.
Выводы. 1. Оценка показателей качества зерна в условиях засухи показала, что содержание белка и сырой клейковины зависело от формы комплексного удобрения и условий водообеспечения. Выявлено, что в условиях оптимального полива наиболее эффективным вариантом оказалось применение цинккарбамида и цинкаммония. 2. В условиях окислительного стресса, вызванного засухой применение цинкаммония, способствовало наибольшему увеличению содержания белка и сырой клейковины. В данном варианте абсолютное содержание сырой клейковины возросло на 18,5% по сравнению с контролем без азотно-цинковых удобрений.
Литература:
1. Ахтариева М. К. Роль наследственности и среды в формировании агрегирующей способности белкового комплекса зерна яровой мягкой пшеницы// Научные ведомости Белгородского государственного университета. 2013. Т. 25. № 24 (167). С. 72-76.
2. Кобзаренко В.И., Волобуева В.Ф., Серегина И.И., Ромодина Л.В. Агрохимические методы исследований. М.: Изд-во РГАУ-МСХА. 2015. 309 с.
3. Лайкам К. Э. и др. Росстат. Сельское хозяйство в России. 2021: Стат. сб./Росстат.M. 2021. 100 c.
4. Серегина И. И., Белопухов С. Л. Защитно-стимулирующая роль микроэлементов и регуляторов роста в растениеводстве. Монография, 2021. 184 с.
5. Серегина И.И., Ниловская Н.Т., Обуховская Л.В., Верниченко И.В. Влияние доз азота и обработки семян цинком на продуктивность яровой пшеницы при различной водообеспеченности // Агрохимия. 2005. № 6. С. 54-58.
6. Серегина И.И., Ниловская Н.Т., Обуховская Л.В., Осипова Л.В. Влияние предпосевной обработки семян цинком на проростки яровой пшеницы в условиях водного стресса // Агрохимия. 2005. № 8. С. 34-38.
