1. Введение
Яровая пшеница (Triticum aestivum L., сорт Ладья), семейство Poaceae Barnhart. — кустистое однолетнее растение с листовыми пластинами с выраженным продольным жилкованием. К стеблю флаговая листовая пластина примыкает влагалищем с язычком, которые закрепляют лист и предохраняю его от обилия влаги. Исследования, проведенные в Суздальском ополье начиная с 2019г., показали, что на урожайность и качество зерна яровой пшеницы влияют и система севооборота и погодные условия и доза вносимого минерального удобрения [1][2].
Увеличение дозы удобрений приводило к повышению доли направленной асимметрии (НА) в общей асимметричности листовых пластин. Флуктуирующая асимметрия, ФА (ненаправленное отклонение от строго симметрии) оставалась на одном уровне. В контроле (без обработки почвы) значения ФА были выше, что указывало на стабилизирующую роль минеральных удобрений. Форма листовой пластины в растениях (пшеница, ячмень) различалась значимо (p <0,0001) при использовании различных методов обработки почвы [3].Склонность к повышению у обоих видов асимметрии была более выражена у озимой пшеницы по сравнению с яровым сортом. Высокоинтенсивная доза аммофоса N120P120K120 способствовала наибольшей величине ФА флаговых листьев озимой пшеницы [4][5][6].
Описанные выше исследования проводились в рамках общего эксперимента с использованием 4-х типов обработки почвы:
1) общепринятой или отвальной;
2) энергосберегающей;
3) комбинированной ярусной;
4) комбинированной противоэрозионной.
Площадь каждого экспериментального участка составляла 7×20м. Контролем служили межевые полосы 1,5-2м. Локализация проведенной работы северная часть Владимирской области (Суздальский район; 56.2157°N; 40.5166°E). Почва характеризуется как серая лесная среднесуглинистая на плакорной части равнинного рельефа.
При отвальной вспашке пласт почвы полностью или частично оборачивают в вертикальной плоскости. Этот способ рыхлит землю в пластах многолетних трав, но происходит разрушение структуры почвы, повышает риск эрозии, что ведёт к потере гумуса.
Энергосберегающая обработка включает только поверхностное рыхление, посев проходит в необработанный грунт, а растительные остатки остаются на поверхности.
Комбинированная ярусная обработка предполагает послойную обработку разными инструментами, например, лемешно-отвальными для поверхности и рыхлящими для нижнего слоя почвы. Такой способ повышает продуктивность севооборота, улучшает водный режим почвы. Эта обработка снижает энергетические затраты по сравнению с обычной глубокой вспашкой. Положительные черты сохранение структуры почвы, уменьшение испарения влаги, снижение эрозии и повышение биологической активности почвы. Таким образом, каждый метод обработки имеет свои преимущества и недостатки.
Цель работы заключалась в оценке влияния технической обработки почвы на стабильность развития пшеницы, и в сравнении 2-х методов определения ФА.
2. Методы и принципы исследования
В первой декаде августа 2026 года с каждого участка площадью 7×20м были отобраны 30–40 листовых пластин длиной от 12 до 20 см. Листовые пластины собирались рандомно по всему участку, не ближе 1 м от каждого края во избежание краевого эффекта. От каждого растения отбиралось одна листовая пластина, в тот же день пластины вымачивались в детергенте, наклеивались на бумагу абаксиальной стороной наверх и сканировались сканером Canon MF310 с разрешением 300 dpi в формате TIF. Отбирались симметричные пластины без признаков физического повреждения. Выбиралась наиболее удобная часть пластины длиной 5 см для избегания направленной асимметрии.
Для определения флуктуирующей асимметрии была использована формула нормирующей разности с абсолютным значением (без знака): ФА = (Л–П)/(Л+П), где: Л величина левой половины пластины, а П величина правой половины.
При морфогеометрическом методе на каждое изображение наносилось по 13 пар, т.е. 26 меток. Использовался пакет программ TPS [7]. Ось симметрии выставлялась двумя метками на средней жилке в основании и на вершине листа. Парные метки сравнивались как гомологичные билатерально симметричные точки (ландмарки, LMs). Определялась дисперсия каждой из 13 пар точек в консенсусном прямоугольнике (TPSrelw32) и проводилось определение морфогеометрического индекса ФАмг аналогично нормирующему методу с использованием дисперсии 13-ти пар точек: ФАмг =(sl – sr)/ (sl + sr), где sl и sr, соответственно, дисперсия левой и правой метки, а затем находилось среднее арифметическое значение [3].
Для исключения направленной асимметрии (НА) использовался t-тест для 2-х выборок (левые и правые значения) с нулевой гипотезой об их равенстве.
В качестве минерального удобрения использовался аммофос в двух дозах первая с формулой N60P60K60 и вторая, повышенная (N90P90K90). Эти дозы изучались лишь при первом способе обработки почвы (отвальной). Уровень статистической значимости регистрировался на уровне 95%.
3. Основные результаты
Длина пластин полученных на второй дозе была наибольшей, в контроле наименьшая, соответственно, 17,7±0,9 и 13,9±0,5см (F = 4,1; р = 0,002 однофакторный дисперсионный анализ, рис. 1).
Длина листовой пластины в зависимости от способа обработки
Направленная асимметрия была получена только в одном образце (1-я доза, 1-я обработка, t-тест: р = 0,001, правостороння НА). Фрагмент НА был удален из общей величины ФА. Для этого среднее значение (Л – П) без знака вычиталось из каждого значения абсолютного значения ФА= (Л – П)/(Л + П).
Однофакторный дисперсионный анализ показал статистически значимое различие в величине ФА, полученной нормирующим методом (F=4,6; p = 0,001, рис.2).
Величина ФА в зависимости от способа обработки почвы (ось ОХ)
Как и в 2020 г., первый способ обработки показал наименьшее значение ФА (повышенную стабильность развития). Комбинированная ярусная система обработки (3-й способ) вызывала наибольшее отклонение в стабильности развития. Мы объясняем это тем, что этот вид обработки в условиях серых лесных почв Суздальского ополья создавал для яровой пшеницы более стрессовую среду по сравнению с другими подходами к обработке почвы. Контрольные растения показали среднюю величину ФА листовой пластины.
4. Обсуждение
Размеры листовых пластин ожидаемо увеличивались при внесении удобрений. Предыдущие исследования показали, что сорта озимой и яровой пшеницы отличались по соотношению ФА и НА и дисперсия значений явно превалировала у озимой пшеницы. В то же время в листьях яровая пшеницы флуктуационная изменчивость снижалась по мере увеличения дозы удобрения [8].
Как и в 2025г. анализ не показал статистической значимости в различии в ФА между 1-й и 2-й дозами [9]. Так односторонний t-тест показал р = 0,02, тогда как двусторонний показал снижение уровня (р > 0,03). В то же время, дисперсия значений ФА была явно выше в образце "1-я доза" (соответственно 0,008 и 0,002). Этот факт давал основание полагать, что повышенная (вторая) доза удобрения способствовала стабилизации развития растений, что согласуется с мнением о положительном влиянии повышенной дозы аммофоса на продуктивность растения и снижении варьирования других показателей таких, как влагонакопление и содержание элементов питания в почве [10][11].
Важно отметить, что морфогеометрический метод на основании13 пар меток, не показал присутствия направленной асимметрии в отличие от нормирующего метода, что заставляет считать этот метод точным, удобным и объективным. Он также не показал высокого статистического различия в ФА между образцами, полученными на 1-й 2-й дозах удобрения.
Первый метод обработки почвы показал наименьшее значение ФА и, следовательно, высокую стабильность развития (ФА = 0,056±0,01), комбинированная ярусная наибольшее значение (0,1±0,01). Мы объясняем этот результат, тем, что ярусная обработка предполагает послойное воздействие: почва обрабатывается на разной глубине, и в результате в одном слое могли соседствовать участки с разной плотностью, структурой и запасом влаги. Следовательно, в одних зонах корни находили достаточно воздуха и влаги, в других почва была более уплотненной или минералодефицитной. Растение было вынуждено активнее адаптироваться, и эта дополнительная нагрузка способствовала изменчивости развития, приведшего к росту ФА.
Отметим положительную роль первого способа обработки по сравнению с контролем. Здесь одной из причин повышенной стабильности развития мы видим в оптимизации условий для роста благодаря вносу удобрения и образованию равномерной структуры почвы в верхнем слое (лучшая пористость, равномерное распределение влаги и кислорода).
Другую причину мы видим в снижении конкуренции с сорняками, которые попадают в более глубокие слои почвы вместе с патогенными микроорганизмами.
5. Заключение
Морфогеометрический метод снижает дисперсию анализируемых значений, мы предлагаем использовать сегмент величиной 5 см у основания листа, количество меток может быть увеличено. Основание пластины менее подвержено скосу в сторону направленной асимметрии.
Серые лесные почвы ополья склонны к уплотнению, а их структура не всегда подходит для резких перепадов в обработке. Первый способ обработки почвы, по нашему мнению, позволяет задействовать более глубокие, и стабильные по составу слои почвы. Это помогает растениям лучше усваивать необходимые элементы питания, что снижает внутривидовую конкуренцию и делает развитие более ритмичным.
Отвальный способ обработки давал позитивный результат по уровню ФА при обеих дозах аммофоса. В целях экономии удобрения при сохранении продуктивности, этот метод обработки моет быть полезен в схеме многопольного земледелия при выращивании яровой пшеницы.