ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2020-1-79-88ecodag-1877Research ArticleСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯAGROCULTURAL ECOLOGYРезервы повышения урожайности и качества зерна озимой пшеницы и их зависимость от гетерогенности посевов в условиях степной зоны Оренбургского ПредуральяReserves for the Increase of Yield and Quality of Winter Wheat Grain and Their Dependence on the Heterogeneity of Crops in the Conditions of the Steppe Zone of the Orenburg Urals, Russiahttps://orcid.org/0000-0002-5883-349XГуляновЮ. А.GulyanovYu. A.

Юрий А. Гулянов

Yuriy A. Gulyanov

https://orcid.org/0000-0002-6214-1437ЧибилёвА. А.ChibilyovA. A.

Александр А. Чибилёв, академик Российской академии наук, научный руководитель 

460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11. Тел. +7(3532)774432

Alexander A. Chibilyov, Academician, Rus‐ sian Academy of Sciences & Scientific Director

11 Pionerskaya St, Orenburg, 460000. Tel.+7(3532)774432

orensteppe@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1109-6231Чибилёв (мл.)А. А.Chibilyov Jr.A. A.

Александр А. Чибилёв (мл.)

Alexander A. Chibilyov Jr.

Институт степи Уральского отделения Российской академии наукSteppe Institute, Orenburg Federal Research Centre, Ural Branch, Russian Academy of Sciences2020160420201517988Copyright © Гулянов Ю.А., Чибилёв А.А., Чибилёв (мл.) А.А., 20202020Гулянов Ю.А., Чибилёв А.А., Чибилёв (мл.) А.А.Gulyanov Y.A., Chibilyov A.A., Chibilyov Jr. A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/1877Цель

Цель. Верификация научных представлений о пространственной гетерогенности полевых агроценозов. Выявление вариабельности фитометрических и структурных показателей посевов и определение степени их влияния на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в степной зоне Оренбургского Предуралья.

Материал и методы

Материал и методы. Закладка полевых опытов, сопутствующие наблюдения и учёт в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и методическими указаниями Б.А. Доспехова. Мониторинг посевов озимой пшеницы путём измерения вегетационного индекса (NDVI) ручным сенсором Green Seeker Handheld Crop Sensor, Model HCS – 100 (Trimble, USA). Определение показателей качества зерна по ГОСТ 9353‐2016 Пшеница – Технические условия. Корреляционный и регрессионный анализ опытных данных в Microsoft Office Excel.

Результаты

Результаты. Проведён анализ внутрипольной гетерогенности агроценозов озимой пшеницы по урожайности и качеству зерна. Определены и выражены в виде уравнений регрессии зависимости урожайности и качества зерна от основных фитометрических и структурных параметров посевов.

Заключение

Заключение. Результаты проведённых исследований свидетельствуют о резервах роста урожайности зерна до 3,0 т/га и качества зерна до I‐II класса при нивелировании почвенной гетерогенности полей путём восстановления антропогенно‐дергадированного почвенного плодородия, внедрения ландшафтноадаптивных ресурсосберегающих систем земледелия, почвозащитных и почвовосстановительных севооборотов, дифференцированного внесения удобрений, подбора наиболее адаптивных сортов. Целесообразно и внедрение интеллектуальных «цифровых технологий», направленных на более полную реализацию генетического потенциала возделываемых сортов при бережном отношении к природным ресурсам и сохранении биологического разнообразия.

Aim

Aim. Verification of scientific concepts regarding the spatial heterogeneity of field agrocenoses. Identification of the variability of phytometric and structural crop ndicators and determination of the degree of their influence on the yield and quality of winter wheat grain in the steppe zone of the Orenburg Urals.

Material and Methods

Material and Methods. Establishment of field experiments, related observations and counts in accordance with the methodology of state variety crops testing and B.A.Dospekhov's guidelin. Monitoring of winter wheat crops was carried by measuring the vegetation index (NDVI) with a Green Seeker Handheld Crop Sensor, Model HCS‐100 (Trimble, USA). Determination of grain quality indicators was conducted according to GOST 9353‐2016 Wheat – Technical Conditions. Microsoft Office Excel was employed for the correlation and regression analysis of experimental data. 

Results

Results. Analysis of the intra‐field heterogeneity of winter wheat agrocenoses in terms of yield and grain quality was conducted. The dependences of yield and grain quality on the principal crop phytometric and structural parameters were defined and expressed in the form of regression equations.

Сonclusion

Сonclusion. The results of the studies attest to the growth of reserves of grain yield to 3.0 t/ha and grain quality to class I‐II class in zonal climatic conditions of optimization of environmental factors to the level of the best basic plots by levelling out field soil heterogeneity. This is possible by restoring the fertility of anthropogenically‐degraded soil through the introduction of landscape‐adaptive and resource saving farming systems, soil protective and soil restorative crop rotation, differentiated application of organic and mineral fertilizers and selection of the most adaptive varieties. We also advise the introduction of intelligent ‘digital technologies’ aimed at fuller implementation of the genetic potential of cultivated varieties with careful consideration of natural resources and the preservation of biological diversity.

Гетерогенность посевовозимая пшеницаурожайностькачество зернастепная зонаОренбургское ПредуральеHeterogeneity of cropswinter wheatproductivitygrain qualitysteppe zoneOrenburg UralsСтатья подготовлена по теме НИР Института степи УрО РАН: «Степи России: ландшафтно‐экологические основы устойчивого развития, обоснование природоподобных технологий в условиях природных и антропогенных изменений окружающей среды», №ГР АААА‐А17‐117012610022‐5.Research was conducted within the framework of the Scientific and Research Work of the Orenburg Federal Research Centre, Ural Branch, Russian Academy of Sciences (Steppe Institute, Ural Branch, Russian Academy of Sciences), “Steppes of Russia: landscape‐ecological foundations of sustainable development: substantiating the employment of nature‐like technologies in conditions of natural and anthropogenic environmental change”. № GR АААА‐А17‐117012610022‐5.ReferencesАфанасьев Р.А. Агрохимическое обеспечение точного земледелия // Проблемы агрохимии и экологии. 2008. N 3. С. 46‐53.Afanasyev R.A. Agrochemical ensure of precision agriculture. Problemy agrokhimii i ekologii [Problemy agrohimii i ekologii]. 2008, no. 3, pp. 46‐53. (In Russian)Лошаков В.Г., Захарова Н.И. Жизнь и деятельность Ивана Александровича Стебута на Тульской земле // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2005. N 3. С. 149‐158.Loshakov V.G., Zaharova N.I. The life and work of I.A. Stebut on Tula land. Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii [Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy]. 2005, no. 3, pp. 149‐158. (In Russian)Наумов В.Д. Научное наследие академика Д.Н. Прянишникова // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2016. N 1. С. 116‐127.Naumov V.D. Scientific heritage of academician D.N. Pryanishnikov. Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii [Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy]. 2016, no. 1, pp. 116‐127. (In Russian)Ещенко Е.Г., Ещенко С.И., Татаринцев В.Л., Татаринцев Л.М. Варьирование урожайности сельскохозяйственных культур под воздействием различных факторов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2018. N 9 (167). С. 46‐52.Yeshchenko Ye.G., Yeshchenko S.I., Tatarintsev V.L., Tatarintsev L.M. Variation of agricultural crop yields under the effect of various factors. Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of Altai State Agricultural University]. 2018, no. 9 (167), pp. 46‐52. (In Russian)Морев Д.В., Васенев И.И. Агроэкологическая оценка земель в условиях повышенной пестроты почвенного покрова Владимирского ополья // АгроЭкоИнфо. 2016. N 1 (23). С. 2.Morev D.V., Vasenev I.I. Agroecological assessment of land under conditions of increased variegation of soil cover of Vladimir Opole. AgroEkoInfo [AgroEcoInfo]. 2016, no. 1(23), 2 p. (In Russian)Синявский И.В. Состояние плодородия почв и экологическая устойчивость агроландшафтов Челябинской области // Агропродовольственная политика России. 2015. N 1(37). С. 2‐7.Sinyavskiy I.V. Soil fertility and environmental sustainability of agrolandscapes of the Chelyabinsk region. Agroprodovol'stvennaya politika Rossii [Agri‐food Policy of Russia]. 2015, no. 1(37), pp. 2‐7. (In Russian)Ерёмин Д.И., Кибук Ю.П. Дифференцированное внесение удобрений как инновационный подход в системе точного земледелия // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2017. N 8(13). С. 17‐26.Eryomin D.I., Kibuk Yu.P. Differentiated application of fertilizers as an innovative approach in the system of precision farming. Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of Krasnoyarsk State Agrarian University]. 2017, no. 8(13), pp. 17‐26. (In Russian)Гулянов Ю.А. Научные подходы к оценке уровня внутрипольной гетерогенности посевов в ресурсосберегающих технологиях «зелёной экономики» // Электронный научно‐методический журнал Омского ГАУ. 2019. N 2 (17). С. 2. URL: http://e‐journal.omgau.ru/images/issues/2019/2/00717.pdf (дата обращения: 27.09.2019)Gulyanov Yu.A. [Scientific approaches to assessing the level of the field heterogeneity of crops in resource‐saving technologies of the "green economy"]. Elektronnyi nauch‐no‐metodicheskii zhurnal Omskogo GAU, 2019, no. 2(17), 2 p. (In Russian) Available at: http://e‐journal.omgau.ru/images/issues/2019/2/00717.pdf (accessed 27.09.2019)Итоги работы отрасли растениеводства в 2017 году и задачи на 2018 год. Москва, 2018. URL: http://barley‐malt.ru/wp‐content/uploads/2018/02/agronomycheskoe‐soveschanye‐ytogy‐2017.pdf (дата обращения 27.08.2019)Itogi raboty otrasli rastenievodstva v 2017 godu i zadachi na 2018 god [The results of the crop industry in 2017 and the tasks for 2018]. Moscow, 2018. (In Russian) Available at: http://barley‐malt.ru/wp‐content/uploads/2018/02/agronomycheskoe‐soveschanye‐ytogy‐2017.pdf (accessed 27.08. 2019)Чибилёв А.А. Ключевые проблемы региональной экологической политики в степной зоне России и сопредельных государств // Степной бюллетень. 1998. N 2. URL: http://savesteppe.org/ru/‐archives/5435 (дата обращения 16.08.2019)Chibilev A.A. [Key problems of regional environmental policy in the steppe zone of Russia and neighboring states]. Stepnoi byulleten', 1998, no. 2. (In Russian) Available at: http://savesteppe.org/ru/‐archives/5435 (accessed 16.08.2019)Гулянов Ю.А., Чибилёв А.А. Экологизация степных агротехнологий в условиях природных и антропогенных изменений окружающей среды // Теоретическая и прикладная экология. 2019. N 3. С.5‐11. DOI: 10.25750/1995‐4301‐2019‐3‐005‐011Gulyanov Yu.A., Chibilev A.A. Ecologization of steppe agrotechnologies in the conditions of natural and anthropogenic environmental changes. Theoretical and Applied Ecology, 2019, no. 3, pp.5‐11. (In Russian) DOI: 10.25750/1995‐4301‐2019‐3‐005‐011Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoi obrabotki rezul'tatov issledovanii) [Field experiment methodology (with the basics of statistical processing of research results)]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1985, 351 p. (In Russian)Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск второй. URL: https://gossortrf.ru/wp‐content/uploads/2019/08/metodica_2.pdf (дата обращения 16.12.2016)Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skokhozyaistvennykh kul'tur [Methodology of state variety testing of crops]. Iss. 2. (In Russian) Available at: https://gossortrf.ru/wp‐content/uploads/2019/08/metodica_2.pdf (accessedГОСТ 9353‐2016 Пшеница ‐ Технические условия. URL: https://internet‐law.ru/gosts/gost/62924 (дата обращения 16.08.2019).12.2016)Ничипорович А.А. Фотосинтетическая деятельность растений и пути повышения их продуктивности // Теоретические основы фотосинтетической продуктивности. М.: Наука, 1972. С. 511‐526.GOST 9353‐2016 Pshenica ‐ Tekhnicheskie usloviya [GOST 9353‐2016 Wheat ‐ Specifications]. (In Russian) Available at: https://internet‐law.ru/gosts/gost/62924 (accessed 16.08.2019)Гулянов Ю.А. Мониторинг фитометрических параметров с использованием инновационных методов сканирования посевов // Таврический вестник аграрной науки. 2019. N 3(19). C. 64‐76. DOI: 10.33952/2542‐0720‐2019‐3‐19‐64‐76Nichiporovich A.A. [Photosynthetic activity of plants and ways to increase their productivity]. In: Teoreticheskie osnovy fotosinteticheskoi produktivnosti [The Theoretical Basis of Photosynthetic Productivity]. Moscow, Nauka Publ., 1972, pp. 511‐526. (In Russian)Гулянов Ю.А., Чибилёв А.А. Перспективы интеграции «цифрового землепользования» в ландшафтноадаптивное земледелие степной зоны // Проблемы региональной экологии. 2019. N 2. C. 32‐37. DOI: 10.24411/1728‐323X‐2019‐12032Gulyanov Yu.A. Monitoring of the phytometric indications using innovative crop scanning methods. Taurida Herald of the Agrarian Sciences, 2019, no. 3(19), pp. 64‐76. (In Russian). DOI: 10.33952/2542‐0720‐2019‐3‐19‐64‐76Грайворонская С.В. Какое зерно возьмут на экспорт? // Сельская Сибирь. 2018. N 3 (06). С. 38‐39. URL: http://www.ids55.ru/images/stories/MyJournal/CeC/cec2018‐06.pdf (дата обращения: 18.08.2019)Gulyanov Yu.A., Chibilev A.A. Prospects for the integration of “digital land use” in the landscape‐adaptive farming of the steppe zone. Regional environmental issues, 2019, no. 2, pp. 32‐37. (In Russian). DOI: 10.24411/1728‐323X‐2019‐12032Бесалиев И.Н., Панфилов А.Л., Каравайцев Я.А. Экологическая пластичность сортов озимой пшеницы по показателям качества зерна в Оренбургском Предуралье // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. N 5 (67). С. 36‐39.Grayvoronskaya S.V. [What grain will be exported?] Sel'skaya Sibir', 2018, no. 3(06), pp. 38‐39. (In Russian) Available at: http://www.ids55.ru/images/stories/MyJournal/CeC/cec2018‐06.pdf (accessed 18.08.2019)Besaliyev I.N., Panfilov A.L., Karavaytsev Ya.A. Ecological plasticity of winter wheat varieties by grain quality indices in Orenburg Preduralye. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [News of Orenburg State Agrarian University]. 2017, no. 5(67), pp. 36‐39. (In Russian)Besaliyev I.N., Panfilov A.L., Karavaytsev Ya.A. Ecological plasticity of winter wheat varieties by grain quality indices in Orenburg Preduralye. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [News of Orenburg State Agrarian University]. 2017, no. 5(67), pp. 36‐39. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.