IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

СРАВНЕНИЕ УРОЖАЙНЫХ ДАННЫХ КОРОТКОСТЕБЕЛЬНЫХ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ЗА ДВА ГОДА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Лущикова С.В. 1

---

1

Игнатенко И.С. 1

---

1

Работа в формате PDF

2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Пшеница — наиболее важная зерновая культура, дающая почти 30% мирового производства зерна и которая снабжает продовольствием более половины населения земного шара. Ее широкая популярность объясняется разносторонним использованием ценного по качеству зерна. Прежде всего, оно идет на производство муки, из которой почти повсеместно готовят хлеб и многие другие продукты питания.

Пшеница — одна из немногих культур, которые можно выращивать в широком диапазоне теплового, светового и почвенного режимов. В умеренной зоне она возделывается от жарких степных районов до холодных северных.

Северный Кавказ является одним из основных районов по производству зерна озимой пшеницы. В Краснодарском крае она занимает ведущее место среди зерновых культур, здесь она ежегодно высевается на площади 0,9 – 1,1 млн га. Климатические условия Краснодарского края в целом благоприятны для получения высоких урожаев озимой пшеницы высокого качества. Большие успехи достигнуты в мировой селекциикороткостебельной пшеницы. Эти сорта благодаря невысокой высоте стебля обладают устойчивостью к полеганию, осыпанию, болезням, хорошо отзываются на удобрения и орошение, потенциальная урожайность их 80-90 ц/га. В этом актуальность поведённой работы.

Работа проводится второй год. Предметом нашего исследования являются 6 сортов короткостебельной озимой пшеницы. Цель работы – определить урожайные данные пшеницы короткостебельных сортов в 2016 году и сравнить их с прошлым годом.

Задачи работы следующие:

Изучить в литературе особенности озимых пшениц.

Провести фенологические наблюдения во время вегетации пшеницы.

Провести биометрические измерения растений пшеницы, определить урожайные данные.

Проанализировать полученные урожайные данные за два года.

В нашей работе использовались следующие методы исследования: изучение и анализ

литературы по данному вопросу; экспериментальный анализ (наблюдения, измерения), сравнение и обобщение;

1.Обзор литературы.

1.1.История культуры пшеницы [8]

Пшеница - одна из древнейших и распространенных культур. Она была известна уже примерно 6.5 тыс. лет до н. э. народам Ирака, около 6 тыс. лет - земледельцам Египта (по некоторым данным даже 10 тыс. лет), около 5 тыс. лет - Китая. На территории СНГ, в частности современных Украины, Грузии, Армении, Азербайджана и Среднеазиатских республик, ее начали выращивать в 4 - С тысячелетиях до н.э. Местом происхождения пшеницы "большинство исследователей считают степной полупустынные районы Азии(Иран, Ирак, Закавказье). Из Азии пшеница примерно 5 - 4 тыс. лет назад попала в Европу, Польшу, Венгрию, Чехию, Словакию, Румынию, Болгарию. В полдневной Африке, Америке, Австралии она появилась лишь в XVI - XVIII вв. Теперь озимая пшеница является основной продовольственной культурой большинства европейских стран, США, КНР, Японии. В СНГ (России, Казахстан) и Канаде преобладают посевы яровой пшеницы, в Украине – пшеницы/

1.2.Значение пшеницы и ее использование.[2,3,9 ]

Как пищевой продукт пшеница обладает многими природными преимуществами .Она питательна, калорийна, ее легко хранить . транспортировать и перерабатывать в высококачественное очищенное сырье. Из нее получают легко усвояемые продукты , пригодные для использования в кулинарных рецептах и отвечающие многочисленным вкусам. В отличии от других растительных пищевых продуктов ,пшеница содержит белок клейковины ,который позволяет дрожжевому тесту подниматься в результате образования в нем мельчайших ячеек, заключающих в себе во время брожения углекислый газ. Это свойство позволяет выпекать дрожжевой хлеб. Пшеница содержит ценные питательные вещества – протеины, минеральные вещества и витамины.

Пшеничный хлеб отличается высокими вкусовыми качествами и по питательности и переваримости превосходит хлеб из муки всех других зерновых культур. В 100 г пшеничного хлеба содержится 245 – 255 ккал ,а в 100 г макарон и манной крупы –355-358 ккал. В зерне пшеницы от 11 до 20% белка, 63 –74 % крахмала, около 2 % жира и столько же клетчатки и золы. Усвояемость белка – около 95 %. Помимо хлебопечения и производства макаронных и кондитерских изделий, из зерна пшеницы можно вырабатывать спирт, крахмал, декстрин. Отходы мукомольного производства ( отруби, мучная пыль ), солома, полова идут на корм животным.

1.3. Лечебно –диетические свойства пшеницы [ 9] были известны ещё в древности .

Пшеничные зёрна содержат белки с полным составом незаменимых аминокислот, жиров, углеводов , витаминов - А, группы В, Д, РР, Е и микроэлементов - фосфор, натрий, калий, магний Для общего укрепления организма, и при хронических запорах. Для усиления лактации в послеродовой период. Для нормализации перистальтики кишечника. При нарывах, фурункулах и опухолях, ожогах. При укусах насекомых. При трещинах на пятках. Для лечения и профилактики сердечно – сосудистых заболеваний. При заболеваниях органов дыхания: при длительном кашле и бронхите. Для улучшения зрения, для выведения веснушек/

Таким образом, использование пшеницы широко и разнообразно.

1.4. Ботаническое описание. [ 2,3,7]

По ботанической классификации пшеница относится к классу однодольных, семейству мятликовых или злаковых ( Poaceae ),

Род - пшеницы ( Triticum ), вид - мягкая (aestivum ), или твердая (durum).

Растение пшеницы не образует главного стержневого корня, а уже с момента прорастания имеет несколько (3 или 5) почти одинаково развитых зародышевых или первичных корней. Затем из нижних стеблевых узлов начинают формироваться придаточные, или узловые, корни, которые и образуют мочковатую корневую систему.

Стебель пшеницы — соломина. Она состоит из междоузлий, разделенных узлами. Листья прикрепляются к стеблевым узлам, каждый лист состоит из стеблевого влагалища и листовой пластинки. Устьица располагаются на верхней и нижней сторонах пластинки (соотношение 10:7). В месте перехода влагалища листа в пластинку находятся язычок (лигула) и ушки (отростки краев влагалища). Язычок препятствует проникновению дождевой воды внутрь влагалища.

Соцветие пшеницы — колос . Он состоит из стержня, разделенного на членики. На верхней части каждого членика находится один сидячий колосок. Колосок состоит из двух колосковых чешуй и нескольких цветков (2—6), расположенных черепитчато.

Цветок имеет наружную и внутреннюю (двукилевую) цветковые чешуи (пленки) и репродуктивные органы: двухлопастной пестик и три тычинки. У основания цветковых чешуй располагаются пленки, которые во время цветения набухают и раздвигают цветковые чешуи.

Плод — зерновка. Ее спинная сторона прикрыта наружной цветковой чешуей, а брюшная — внутренней.

1.5.Биологические особенности. [2,3,6]

Озимые высевают осенью и урожай получают после перезимовки, летом. Осенью происходит закалка озимых, они приобретают устойчивость к неблагоприятным зимним условиям. С понижением температуры интенсивность дыхания растений уменьшается, при этом накопленные осенью сахара расходуются более экономно.

Урожайность озимых хлебов выше, чем яровых, что объясняется их биологическими преимуществами перед яровыми. При своевременном посеве озимые способны накопить больше растительной массы, поскольку период ассимиляции у них длится 120-150 дней, тогда как у яровых – 90-100 дней. Озимые , используя дожди и теплый осенний период (60-80 дней ) , успевают до зимы развить хорошую корневую систему и раскуститься (4-8 стеблей). Закалившиеся озимые способны переносить суровые условия зимовки.

Перезимовавшие растения весной быстро трогаются в рост. Образовавшиеся узловые корни и раскустившаяся надземная масса обуславливают их более раннее ( на 30-40 дней )укоренение весной и соответственно более раннее ( на 10 –15 дней ) созревание. В результате озимые лучше используют осенне- зимне- весенние запасы влаги, питания и света. Они обгоняют в росте сорняки и заглушают их.

Помимо биологических, озимые имеют и существенные организационно-хозяйственные преимущества перед яровыми. Осенний посев и ранняя уборка летом уменьшают напряженность посевных и уборочных работ, делают возможным лущение и вспашку поля под зябь, что способствует очищению полей от сорняков и повышению урожайности последующих культур.

Озимая пшеница довольно засухоустойчива. Засуху она переносит, как правило , лучше, чем ранние яровые хлеба. Это объясняется тем, что выход в трубку, колошение и созревание проходят у нее в более ранние сроки, при этом лучше используются весенние запасы влаги и питания.

1.6. Короткостебельные сорта озимой пшеницы. [11]

Сорта интенсивного типа обладают сложным комплексом хозяйственно ценных признаков и свойств, главными из которых являются большая потенциальная урожайность, хорошая отзывчивость на удобрения и другие факторы улучшения плодородия почвы, комплексная или групповая устойчивость против вредителей и болезней, пригодность для выращивания при интенсивных энерго- и ресурсосберегающих технологиях. Устойчивость против полегания, которая, в первую очередь, зависит от высоты растения, является важнейшим свойством сортов интенсивного типа. Если средне- и высокорослые сорта по другим параметрам отвечают требованиям интенсивных сортов, то их можно успешно выращивать на высоком агротехническом фоне, на суходоле и в условиях орошения только с применением регуляторов роста. Большинство сортов высокоинтенсивного типа относится к короткостебельным формам.

Взгляды на преимущества короткостебельных сортов развивались в чрезвычайно сложных противоречиях и в острой полемике селекционеров и земледельцев-практиков. Первоначально идея использования короткостебельных форм пшеницы для выращивания при хороших агротехнических условиях, которые в последующем стали определяться как интенсивные технологии выращивания, имела немного сторонников. В последующем эта идея стала очень популярной.

Признак высоты растений контролируется большим количеством генов. Генетическая природа признака короткостебельности у пшеницы изучена еще недостаточно. Укорочение стебля под влиянием генетических факторов сопровождается перестройкой его анатомической структуры. При этом наблюдаются большие изменения сосудистоволокнистых пучков и механических тканей, от которых в большой мере зависит не только устойчивость против полегания, но и продуктивность растений.

Во Всесоюзном селекционно-генетическом институте, Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства им. П. П. Лукьяненко, Донском селекцентре, Украинском научно-исследовательском институте растениеводства им. В. Я. Юрьева, НПО «Днепр», НПО «Селекция» и других селекционно-опытных учреждениях страны созданы отечественные полукарликовые сорта озимой пшеницы мягкой и твердой, которые успешно прошли государственное сортоиспытание и их выращивают в производстве.

2.Методика опыта.

2.1.Климат Абинского района.

Климат района – умеренно-континентальный. Зима мягкая, непродолжительная, неустойчивая, с частыми оттепелями. Самое холодное время - конец января – февраль с температурой до – 10^о С. Максимально температура понижается до – 20^оС. Снеговой покров неустойчивый, высота его не превышает 10 – 15 см. В весенний период в марте – начале апреля возможны кратковременные заморозки до – 8^оС. Они очень вредят растениям, у которых начинается вегетация в это время. Особенно страдают плодовые деревья.

Лето жаркое, с умеренным , но неравномерным увлажнением. За год выпадает 600 – 800 мм осадков. Самые жаркие месяцы - июль – август. Дневная температура в этот период повышается до 35^о и выше. В этот период наблюдается более 50 дней с суховеями. Особенно ярко это проявилось летом 2007 года.

Положительными сторонами климата района является то, что зима непродолжительная, мягкая, длительный безморозный период, заморозки кратковременные в весенне-осенний периоды, высокая сумма положительных температур за год. К отрицательным относится то, что распределение осадков в течение года неравномерное, в летний период при недостатке влаги большая вероятность суховеев.

Эти особенности климата района необходимо учитывать при выращивании сельскохозяйственных культур.

2.2. Условия проведения опыта.

Опыт проводился на Абинском государственном сортоиспытательном участке, который расположен на северо-восточной окраине города Абинска.

Почвы на участке долинные выщелоченные тяжело-суглинистые черноземы. Пахотный слой глубиной 35 – 40 см.[4]. Предшественники за последние два года- 2013год – черный пар, 2014 год – черный пар.

Агрохимические показатели почвы:

рН –4,5

гумус –3,2

азот – 3,3 мг/ 100г

фосфор –15,1 мг/ 100г

калий –13,7 мг/ 100г , данные взяты из книги агрохимического исследования почв ГСУ.[4]

Семена озимой пшеницы были присланы с сортовыми документами.

В блоке короткостебельных сортов в испытании участвовали 18 сортов, мы вели

наблюдения за 6 сортами селекции Краснодарского НИИСХа им П.П. Лукьяненко:

1 Гром (стандарт)

2. Алексеич

3. Иришка

4. Табор

5.Трио

6. Юбилейная 100

Норма высева семян пшеницы для посева осенью – 4,5 млн шт всхожих семян на га.

Весовую норму высева семян необходимо высчитать по формуле:

Норма Высева = число млн шт /га * масса 1000 семян * 100

посевная годность

2.3. Схема посева [5].

3 п о в т о р е н и е 4 п о в т о р е н и е

1 п о в т о р е н и е 2 п о в т о р е н и е

Размеры делянок пшеницы :

Посевная длина -- 10 м Учетная длина -- 0.67 м

Посевная ширина – 1.5 м Учетная ширина --1.5 м Учетная площадь -- 1.0 м²

2.4. Проведение опыта.

Посев был проведен 19 октября 2015 года . Посев проводили трактором Т –50 и деляночной сеялкой СН-16. При посеве регулятор высева семян на сеялке устанавливался на деление, соответствующее расчетной весовой норме семян[5].

Наблюдения за ростом и развитием растений пшеницы, необходимые учеты и измерения заносили в полевой журнал. [5]

Таблица 1. Фенологические наблюдения (даты).

Самый раннеспелый сорт остистый озимой пшеницы Юбилейная 100, период его вегетации 272 дня, самый позднеспелый сорт Иришка (278 дней) (Приложение I и II, фото 1,2, 3,4)

3. Результаты проведённой работы.

В конце марта, после наступления устойчивых положительных температур, была проведена оценка зимостойкости сортов. Она проводится на основании данных осенних и весенних осмотров состояния посевов каждого сорта. Оценивается по 5-ти балльной системе. Если состояние посевов озимых к весне ухудшилось, то зимостойкость оценивается соответственно ниже. В 2015 году озимые отлично перезимовали. Были проведены биометрические измерения растений пшеницы по 10 растениям каждого сорта. Высоту растения пшеницы определяют, измеряя расстояние от земли до верхушки основного стебля, не считая остей колоса (Приложение III, фото 6, Приложение IV, диаграмма 1)

Таблица 2. Биометрические измерения растений озимой пшеницы.

Самые короткие колосья у сорта Табор – 7 см. Меньше всех зёрен в колосе у сортов Гром и Табор – 40 штук. Самый низкорослый сорт Иришка – 61 см., наибольшая высота растений у сортов - Алексеич (67 см) и Трио (68 см) (Приложение IV, диаграмма 2)

После колошения проводят учет болезней, поражающих озимую пшеницу.[1, 5] Наиболее вредоносные болезни пшеницы – жёлтая и бурая ржавчины, септориоз. 15 июня 2016 года были сделаны учёты поражения септориозом, жёлтой и бурой ржавчиной. Учёт болезней проводили визуально по 10 растениям. На растениях озимой короткостебельной пшеницы заболеваний не обнаружено.

Учёт устойчивости полегания проводили в июле 2016 года визуально по четырём повторениям, затем определили средний балл. Полегания растений озимой пшеницы не было. Уборку делянок пшеницы проводили вручную, после наступления полной спелости. С учетной площади ( 2 м. кв.) серпом срезали сноп, связывали его шнуром с этикеткой и относили под навес. Это сделали на четырех повторениях обоих вариантов опыта . После подсушивания снопы были обмолочены на лабораторной молотилке. Полученное зерно отвеяно от шелухи и взвешено. Масса зерна , полученная с учетной площади делянки, переведена в урожайность в ц/ га, затем определена средняя

урожайность по четырем повторениям.

После уборки урожая пшеницы, были отобраны пробы семян всех сортов для определения влажности и массы 1000 семян. (Приложение V, фото 7)

Массу 1000 семян определяли путем взвешивания двух проб семян по 500 штук каждая, и суммируя их массу . ( Приложение V, диаграмма 3)

Влажность семян пшеницы определяли в сушильном шкафу, путем высушивания

5 граммовой навески размолотых семян при 150 ^о С , в течение 30 минут.

Таблица 3. Урожайность сортов озимой пшеницы по повторениям.

Ошибка средней (Е)= 0.26 ошибка опыта (Р)= 0.6 НСР = 0.78

Для определения достоверности полученных результатов была проведена математическая статистическая обработка результатов опыта ( Приложения VII и VIII)

Для сравнения урожайности выращенных сортов опыта урожайность каждого приводят к стандартной влажности 14 %.

Таблица 4. Результаты испытания озимой пшеницы.

НСР- 0,78 ц/га

Наибольшая урожайность и масса 1000 зёрен у сортов Трио и Юбилейная 100. Наименьшая урожайность и масса 1000 зёрен у сорта Алексеич.

Наблюдения за ростом и развитием короткостебельных сортов озимой пшеницы мы проводим второй год. Для сравнения показателей составлена следующая таблица:

Таблица 5. Урожайные данные сортов озимой пшеницы за два года .

Урожайные данные отчётного года по всем показателям ниже, чем в прошлом году.В чём причина уменьшения показателей?

Условия зимовки двух лет почти одинаковые: не было резкого понижения температуры, не наблюдалось гибели растений, вымокания и выпревания растений пшеницы на делянках в зимний период.

На Абинском госсортоучастке ведётся ежедневный учёт выпадающих осадков Мы решили сделать выборку выпавших осадков за два года за период от начала марта до конца июля. В это время озимые от начала весенней вегетации проходят важные для формирования урожая фазы развития: кущение, выхода в трубку, колошение , цветение, начало молочной спелости, восковой спелости.

Таблица 6. Выпадение осадков за весенний период вегетации оз. пшеницы.

По данным выпадения осадков составлен график. (по данным Абинского ГСУ)

Кривые выпадения осадков на Абинском ГСУ за 2014-15 и 2015-16 годы.

В 2016 году в течение апреля, когда проходит кущение растений пшеницы и выход в трубку, был засушливый период, дули весенние ветры. Образовалась почвенная корка, которая затормозила рост растений пшеницы. Высота растений в 2016 году была ниже, чем в 2015 году. Дождь, прошедший в середине апреля, не способствовал росту растений.

В период с середины мая до середины июня, в фазы цветения и образования зерна, тоже наблюдался дефицит влаги, что сказалось на уменьшении количества зёрен в колосе. Осадки, прошедшие в следующие фазы – налива зерна, не способствовали увеличению массы 1000 семян и урожайности.

5. Выводы.

1.По литературным источникам были изучены хозяйственно-ценные и ботанико-биологические особенности озимой пшеницы.

2. Во время вегетации озимой пшеницы велись фенологические наблюдения, которые показали, что самый раннеспелый сорт остистый озимой пшеницы Юбилейная 100, его период вегетации 272 дня. Самый позднеспелый сорт Иришка, его период вегетации 278 дней.

3. Проводились биометрические измерения растений пшеницы, которые показали, что высота растений озимой пшеницы от 61 до 68 см, самый низкорослый сорт Иришка – 61 см., самый высокий сорт Трио - 68 см Длина колосьев исследуемых сортов колебалась от 7 до 9 см, а количество зёрен в колосе – от 40 до 55 штук.

4. После наступления полной спелости была определена урожайность всех сортов.

Урожайность сорта-стандарта Гром 39,5 ц/га. Наименьшая урожайность была у сорта Алексеич – 38.0 ц/га, что меньше урожайности стандарта на 1.5 ц/га. Сорт Юбилейная 100 дал урожайность 51 5 ц/га, что выше урожайности стандарта на12,0 ц/га, сорт Трио с урожайностью 50,9 ц/га превысил урожайность стандарта на 11, 4 ц/га.

Сравнение урожайных данных за предыдущий год и текущий показали, что урожайность зерна, масса 1000 семян и количество зёрен в колосе в прошлом году было выше, чем в текущем. Анализируя выпадение осадков за два года за период от начала марта до конца июля, мы предположили, что уменьшение количества осадков в важные для развития растений озимой пшеницы фазы развития привели к уменьшению крупности семян и снижение урожайности сортов озимой пшеницы.

. Сложившиеся метеоусловия способствовали снижению урожайности семян сортов озимой пшеницы в 2016 году.

6. Список литературы.

3. КореневГ.В.Подгорный П.И. Щербак С.Н. Растениеводство с основами селекции и

семеноводства. ………………………………………………М., Агропромиздат 1990

4.Книга агрохимического исследования полей Абинского государственного

сортоучастка ………………………………………………………………….1989

5.Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур

(выпуск 2) ……………………………………………………..М.,. 1989

6.Терпугова Н.И. Государственное испытание, принципы оценки, районирования сортов озимой пшеницы в условиях Краснодарского края. ……………….…Краснодар, 2001

7. http://ru.wiripedia.org/wiki

8.http://ogorod.net/referats/66/42827

9. http://kujdina-an.ru/lechebnyie-svoystva-pshenitsyi.html

10. http://selekcija.ru/pshenica-botanicheskoe-opisanie.html

11. http://devs.hostoasis.net/agroflora/www/selekciya-korotkostebelnyx-sortov-ozimoj-pshenicy/

Приложение I

Фото 1. Делянки озимой пшеницы осенью в фазу полных всходов.

Фото 2. Определение фазы развития озимой пшеницы.

Приложение II

Фото 3. Делянки озимой пшеницы в фазу полного колошения в 2015 году.

Фото 4. Делянки озимой пшеницы в фазу полного колошения в 2016 году.

Приложение III

Фото 5. Проведение фенологических наблюдений на делянка озимой пшеницы.

Фото 6. Измерение высоты растений озимой пшеницы

Приложение IV

Диаграмма 1. Сравнение высоты растений озимой пшениц по годам.

Диаграмма 2. Сравнение количества зёрен в колосе сортов озимой пшеницы по годам.

Приложение V

Фото 7. Определения массы 1000 семян сортов озимой пшеницы.

Диаграмма 3. Сравнение массы 1000 семян сортов озимой пшеницы по годам.

Приложение VI

Диаграмма 4. Сравнение урожайности семян озимой пшеницы по годам

График 1. Выпадение осадков по декадам на Абинском ГСУ в 2015 и 2016 гг

за весенний период вегетации озимой пшеницы.