02. Закономерности влияния густоты посева озимой пшеницы на ее урожайность / М. Е. Чаплыгин

Печать

УДК 633.11.324:631.53.04:631.559

DOI: 10.15507/2658-4123.033.202304.490-507

Закономерности влияния густоты посева озимой пшеницы на ее урожайность

Чаплыгин Михаил Евгеньевич
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией «Технологии и машины для посева и уборки зерна и семян в селекции и семеноводстве» Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0031-6868, Researcher ID: AAZ-6056-2020, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Жалнин Эдуард Викторович
доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории Технологий и машин для посева и уборки зерна и семян в селекции и семеноводстве Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5467-0654, Researcher ID: AAG-1285-2021, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Шибряева Людмила Сергеевна
доктор химических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории Технологий и машин для посева и уборки зерна и семян в селекции и семеноводстве Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6805-4492, Researcher ID: A-7634-2014, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Подзоров Алексей Викторович
научный сотрудник лаборатории Технологий и машин для посева и уборки зерна и семян в селекции и семеноводстве Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4243-4555, Scopus ID: 57211759710, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация
Введение. В статье рассматриваются морфологические особенности почвы и сортовые особенности зерна как главные факторы, от которых зависит динамика прорастания озимой пшеницы от проростков до созревания зерна.
Цель статьи. Установление основных закономерностей развития растений в зависимости от внутренних и внешних факторов, влияющих на урожайность озимой пшеницы.
Материалы и методы. В качестве объекта исследования была взята озимая пшеница сорта РС-1 «Таня». Посев производили на производственных площадях СевероКавказского федерального округа. Размер площади составил 70 га, было заложено 2 опыта с разной нормой высева. Достоверность результатов проверялась по коэффициенту Фишера и Стьюдента. Наблюдения проводили за полным циклом роста растений – от проростков до полного созревания зерна.
Результаты исследования. Сопоставлена динамика изменения морфологических параметров растений, проросших из семян при разных нормах высева 2,6 и 6,5 млн шт/га. Проведен анализ роли внешних и внутренних факторов, определяющих зависимость урожайности пшеницы от нормы высева семян. К внешним относили факторы среды роста, определяющие жизнеспособность растений и связывающие ее с плотностью посева. При этом были рассмотрены физико-химические свойства почвы, включая ее плодородие с показателями емкости (количество минеральных веществ и их фракционный состав), прочность связи минеральных веществ с твердой фазой почвы и скорость перехода почвенных ионов из твердой фазы в водный раствор. При исследовании почвы, подготовленной по предлагаемой технологии возделывания, было установлено, что при норме высева 6,5 млн шт/га количество продуктивных стеблей составило 550 шт. (0,0575 ед/кг стеблей), в то время как на площади при норме высева 2,6 млн шт/га количество таких стеблей составило 575 шт. (0,183 ед/кг стеблей).
Обсуждение и заключение. Проведена оценка влияния плотности высева семян пшеницы на урожайность с использованием уравнения Гарднера и параметров сорбционных свойств корневых систем пшеницы. Показано, что для плотности посева пшеницы при норме высева 2,6 и 6,5 млн шт/га соотношение между значениями коэффициентов диффузии D(6,5)/D(2,6), полученными с учетом выросших стеблей, составило ~1,7 раза. Было показано, что определяющим фактором является структура почвы, которая определяет параметры водопроводности. Вид формирующейся корневой системы определяется скоростью поглощения воды и глубиной, с которой вода извлекается из почвы в расчете на одно растение. К факторам, определяющим влияние плотности посева на урожайность, относятся осмотические параметры мембран в клетках семян. Накопление в клетке пролина как осмотически активного органического вещества способствует удержанию в ней воды. Обработка микроэлементами и регуляторами роста семян, проросших при разных нормах высева 2,6 и 6,5 млн шт/га, приводит к большему росту концентрации пролина в цитоплазме в первом случае, чем во втором.

Ключевые слова: озимая пшеница, норма высева, корневая система озимой пшеницы, факторы урожайности пшеницы

Финансирование: Работа выполнена за счет средств гранта по соглашению № 075-15-2022-1210 от 07.10.2022 с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках гранта по теме «Разработка технологии и оборудования для улучшения продуктивных свойств семян зерновых культур путем электромагнитного воздействия».

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Закономерности влияния густоты посева озимой пшеницы на ее урожайность / М. Е. Чаплыгин [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2023. Т. 33, № 4. С. 490–507. https://doi.org/10.15507/2658-4123.033.202304.490-507

Заявленный вклад соавторов:
М. Е. Чаплыгин – научное руководство, формулирование основной концепции исследования, целей и задач, подготовка первоначального варианта текста, анализ литературных источников, визуализация материалов, доработка текста и оформление материалов, формирование частных и общих выводов, итоговая переработка статьи.
Э. В. Жалнин – формулирование основной концепции исследования, целей и задач, разработка теоретических предпосылок, доработка текста, формирование общих выводов.
Л. С. Шибряева – разработка теоретических предпосылок, выбор сорта озимой пшеницы для исследования, участие в разработке методики опытов, обработка и анализ данных, обсуждение результатов.
А. В. Подзоров – практическое участие в проведении посевов и контроль за фазами развития растения, обработка и анализ данных, визуализация материалов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 23.05.2023;
поступила после рецензирования 26.08.2023;
принята к публикации 18.09.2023

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Вишнякова М. А. Генофонд зернобобовых культур и адаптивная селекция как факторы биологизации и экологизации растениеводства (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2008. Т. 43, № 3. С. 3–23. EDN: JSDYRN

2. Влияние средств химизации и биологизации на урожайность культур зернопропашного севооборота при разных способах основной обработки почвы / Ш. М. Абасов [и др.] // Плодородие. 2022. № 1. С. 54–57. https://doi.org/10.25680/S19948603.2022.124.14

3. Теоретические основы эффективного применения современных ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур / И. Г. Пыхтин [и др.] // Земледелие. 2016. № 6. С. 16–19. EDN: WWRGXT

4. Кочетов А. А., Драгавцев В. А., Макарова Г. А. Эколого-генетические основы ускоренной интродукции культурных растений // Сельскохозяйственная биология. 2012. Т. 47, № 1. С. 3–6. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2012.1.3rus

5. Ахматова М. Х., Батова З. С., Атмурзаев О. Х. Учет состояния почвенного плодородия и информационное обеспечение в КБР плодородия почв земель сельскохозяйственного назначении // Московский экономический журнал. 2018. № 4. С. 37‒45. https://doi.org/10.24411/2413-046Х-2018-14036

6. Агрофизические условия плодородия агропочв алтайской лесостепи и модель их эффективного плодородия / Л. М. Татаринцев [и др.] // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2017. № 2(148). С. 22–29. URL: https://clck.ru/36wDJS (дата обращения: 01.07.2023).

7. Current Situation and Perspectives of Education for Agricultural Mechanization in the Republic of Buryatia of the Russian Federation / M. Dorzhiev [et al.] // AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020. Vol. 50, Issue 4. P. 20–24. EDN: UCDDVX

8. Current Situation and Perspectives for Soybean Production in Amur Region, Russian Federation / B. Boiarskii [et al.] // AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020. Vol. 51, Issue 2. P. 33–38. EDN: FCOOED

9. Нормы высева семян овса на осушаемых землях / Ю. И. Митрофанов [и др.] // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2018. № 3. С. 56–59. https://doi.org/10.30850/vrsn/2018/3/56-59

10. Политыко П. М., Зяблова М. Н., Пасечник Д. В. Урожайность сортов овса при разных технологиях // Вестник РУДН. Серия: Агрономия и животноводство. 2012. № 1. С. 26–31. EDN: OQOCCB

11. Методология прогнозирования трансгрессий по хозяйственно ценным признакам растений / Г. А. Макарова [и др.] // Методические рекомендации. СПб., 2009. 54 с. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.4098.1843

12. Водный режим и фотосинтетическая способность у генотипов озимой пшеницы в условиях засухи / Ф. И. Г. Гасымова [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 2012. Т. 47, № 1. С. 78–82. EDN: PVWOJD

13. Дзюбенко Н. И., Абдушаева Я. М. Адаптация американских экотипов onobrychis arenaria (KIT) SER в условиях Новгородской области // Сельскохозяйственная биология. 2012. Т. 47, № 4. С. 106–112. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2012.4.106rus

14. Дебелый Г. А., Гончаров А. Г., Меднов А. В. Об оценке адаптивной способности и стабильности у яровой вики по высоте растений в одновидовых и смешанных посевах // Сельскохозяйственная биология. 2011. Т. 46, № 2. С. 90–92. EDN: NQYTRP

15. Osmotic Adjustment and Activity of Stress-Related Genes in Wheats of Different Origin Exposed to Water Stress / E. Solařová [et al.] // Russian Journal of Plant Physiology. 2016. Vol. 63, Issue 4. P. 532–541. https://doi.org/10.1134/S1021443716030146

16. Effect of Drought and Combined Drought and Heat Stress on Polyamine Metabolism in Proline-Over-Producing Tobacco Plants / M. Cvikrova [et al.] // Plant Physiol. Biochem. 2013. Vol. 73, Issue 1. P. 7–15. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2013.08.005

17. Alleviation of Osmotic Stress Effects by Exogenous Application of Salicylic or Abscisic Acid on Wheat Seedlings / I. Marcińska [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. 2013. Vol. 14, Issue 7. P. 13171–13193. https://doi.org/10.3390/ijms140713171

18. Das S. K., Ghosh G. K., Avasthe R. Valorizing Biomass to Engineered Biochar and its Impact on Soil, Plant, Water, and Microbial Dynamics: A review // Biomass Conversion and Biorefinery. 2022. Issue 12. P. 4183–4199. https://doi.org/10.1007/s13399-020-00836-5

19. Костин В. И., Исайчев В. А., Решетникова С. Н. Физиологические аспекты применения физических факторов, микроэлементов и регуляторов роста для повышения засухоустойчивости растений // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 3(27). С. 58–67. URL: https://rucont.ru/efd/278979 (дата обращения: 01.07.2023).

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.