Yield and quality of winter durum wheat grain depending on the fertiliser system

Abstract

At present, winter durum wheat is grown after its unpaired predecessors. Under such conditions, fertiliser is important. Therefore, the study of the yield formation and quality of winter durum wheat grain depending on the fertiliser system is relevant. The purpose of this study was to investigate the yield formation and quality of winter durum wheat grain under various fertiliser systems. The study was conducted in conditions of a stationary field experiment of the Uman National University of Horticulture, located in the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine during 2020–2021. The experiment was founded in 2011. The following crops are grown in the four-course field crop rotation: winter wheat, corn, spring barley, soybeans. The experiment scheme includes 11 variants of combinations and separate application of mineral fertilisers, including the control option without fertiliser. Grain harvest was performed by direct combining, protein content and gluten content were determined by infrared spectroscopy using Infratek 1241. Statistical data processing was performed using the STATISTICA 10 software. Yield of winter durum wheat grain significantly increased from the fertiliser. However, the effectiveness of their use varied depending on the year of study. Thus, in 2020, it increased by 1.1–1.2 times (3.9–4.1 t hа 1) with long-term use of nitrogen fertilisers alone. Long-term use of complete mineral fertiliser (N150P60K80) significantly affected the grain yield (4.3 t hа 1) compared to variant N150. In 2021, grain yields increased 1.2–1.4 times, depending on the fertiliser system. Notably, the use of N150P60K40 and N150P30K80 in terms of impact on grain yield was at the level of the variant N150P60K80. Paired combinations of fertiliser application were effective at the level of long-term application of N150P30K40. Application of N75P30K40 provided the formation of only 4% lower grain yield compared to N150P30K40. The protein and gluten content was most affected by the nitrogen component of the complete mineral fertiliser. The conducted studies confirm the high reaction of durum wheat to the use of nitrogen fertilisers. The results obtained can be used to predict the productivity of durum winter wheat depending on soil fertility.

Нині пшеницю тверду озиму вирощують після непарових попередників. За таких умов важливе значення має удобрення. Тому вивчення формування урожайності та якості зерна пшениці твердої озимої залежно від системи удобрення є актуальним. Метою роботи було вивчення формування урожайності та якості зерна пшениці твердої озимої за різних систем удобрення. Дослідження проводили в умовах стаціонарного польового досліду Уманського національного університету садівництва, розміщеного в Правобережному Лісостепу України упродовж 2020–2021 рр. Дослід закладено в 2011 році. У чотирипільній польовій сівозміні вирощуються такі культури: пшениця озима, кукурудза, ячмінь ярий, соя. Схема досліду включає 11 варіантів комбінацій і окремого внесення мінеральних добрив і, в тому числі, контрольний варіант без удобрення. Збирання врожаю зерна проводили прямим комбайнуванням, вміст білка та вміст було визначено методом інфрачервоної спектроскопії, використовуючи Infratek 1241. Обробку статистичних даних було зроблено за допомогою програми STATISTICA 10. Урожайність зерна пшениці твердої озимої достовірно збільшувалась від удобрення. Проте ефективність їх застосування змінювалась залежно від року дослідження. Так, у 2020 р. вона збільшувалась у 1,1–1,2 рази (3,9–4,1 t hа 1) за тривалого застосування лише азотних добрив. Тривале застосування повного мінерального добрива (N150P60K80) достовірно впливало на врожайність зерна (4,3 t hа 1) порівняно з варіантом N150. У 2021 р. врожайність зерна зростала в 1,2−1,4 рази залежно від системи удобрення. Варто відзначити, що застосування N150P60K40 і N150P30K80 за впливом на врожайність зерна було на рівні варіанту N150P60K80. Парні комбінації застосування добрив за ефективністю були на рівні тривалого застосування N150P30K40. Застосування N75P30K40 забезпечувало формування лише на 4 % меншої врожайності зерна порівняно з N150P30K40. На вміст білка та вміст клейковини найбільше впливала азотна складова з повного мінерального добрива. Проведені дослідження підтверджують високу реакцію пшениці твердої на застосування азотних добрив. Отримані результати можна використовувати для прогнозування продуктивності пшениці твердої озимої залежно від родючості ґрунту.