CC BY
102
УДК 635.655.0565(075.8)
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ СОРТОВ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СРОКОВ, СПОСОБОВ ПОСЕВА И НОРМ ВЫСЕВА В ЛЕСОСТЕПИ УКРАИНЫ
Н. Я. ШЕВНИКОВ, И. И. ЛОТЫШ
Полтавская государственная аграрная академия МОН Украины г. Полтава, Украина, 36003, е-mail: [email protected]; [email protected]
(Поступила в редакцию 10.10. 2016)
В статье представлены результаты исследований по изучению реакции растений сои в зависимости от сроков и густоты посева сои на примере районированных сортов Романтика, Ворскла и Устя в условиях восточной части Лесостепи Украины. Установлено, что для сои как светолюбивой культуры с четко выраженной изменчивостью отдельных растений по продуктивности уровень урожайности определяется изменением площади питания и способами размещения их в посеве. В связи с этим изучение влияния величины и формы площади питания на конкурентные взаимосвязи растений в агро-биоценозе и индивидуальную продуктивность растений сортов сои является важной научной проблемой. Предложенная модификация лучевого способа размещения растений сои с учетом специфики современных интенсивных сортов позволяет оценить большой набор густоты растений в широком диапазоне и выявить конкурентные взаимоотношения между растениями на сравнительно небольшой исследовательской площади. Этот подход может быть использован научно-исследовательскими учреждениями при проведении исследований как с культурой сои, так и с другими культурами. Фенологические наблюдения за ростом и развитием сортов сои на участках с различными вариантами сева позволили установить некоторые различия в скорости прохождения фаз развития растений на различных вариантах опыта, что в конечном итоге четко отразилось на датах наступления технологической спелости растений сои. Продолжительность межфазных периодов была разной и зависела в первую очередь от погодных условий лет исследований. Лучшие условия сложились при посеве 700 тыс./га всхожих семян. Повышение нормы высева до 800 тыс./га, особенно при посеве в поздние сроки, не способствовало существенному повышению урожайности. Поэтому наиболее целесообразно сою сеять обычным рядковым (15 см) или широкорядным (45 см) способами с нормой высева 700 тыс./га всхожих семян.
Ключевые слова: соя, погодные условия, сроки и способы посева, нормы высева, урожайность.
The article presents results of research into the reaction of soybean plants, depending on the terms and density of soybeans sowing, on the example of localized varieties Romantika, Vorskla and Ustia in the conditions of eastern part of Ukraine forest-steppe. We have established that for soy, as light-loving crop with a distinct individual variability of separate plants in terms ofproductivity, yield level is determined by the change in the area of feeding and methods of placing them in the crop. In this respect, research into the influence of size and shape offeeding area on competitive relationship ofplants in agrobiocenosis and individual productivity of soybean varieties is an important scientific problem. Suggested modification of ray method of soybean plants placing, taking into account the specifics of modern intensive varieties, helps to estimate the wide range ofplants density and to identify competitive relationship between plants in a relatively small research area. This approach can be used by research institutions in research into both soy and other crops. Phenological monitoring of the growth and development of soybean varieties in areas with different variants of sowing helped to establish some differences in the speed ofpassage ofphases ofplant development in different variants of the experiment, which in the end was clearly reflected in the dates of beginning of technological maturity of soybean plants. The duration of inter-phase periods was different and depended primarily on the weather during research. The best conditions were formed when we sowed 700,000 germinating seeds per hectare. Increase in sowing rate up to 800,000 seeds per hectare, especially when sowing in later periods, did not contribute to a significant increase in productivity. Therefore, it is better to sow soybeans by conventional row (15 cm) or wide-row (45 cm) methods with a seeding rate of 700,000 germinating seeds per hectare.
Keywords: soybean, weather conditions, terms and methods of sowing, seeding rate, productivity.
Введение
Надежным путем получения высококачественных, экологически безопасных продуктов питания из семян сои и снижения себестоимости продукции является внедрение в производство таких технологий выращивания, которые бы предусматривали высокоинтенсивное функционирование симбио-тической системы, фиксацию атмосферного азота, ограниченное применение пестицидов и минеральных удобрений.
Основными сдерживающими факторами выращивания сои на зерно в разных регионах Украины являются питательный режим и кислотность почвы, количество осадков и сумма эффективных температур в вегетационный период. В связи с интенсификацией производства сои возникает вопрос выяснения элементов технологии выращивания, которые должны обеспечить высокую ее производительность. Среди них решающее значение имеют сроки, способ посева и норма высева сои. Необходимость снова вернуться к этому вопросу обусловлена постоянным изменением сортов в производстве и различными почвенно-климатическими условиями их выращивания. Дальнейшее распространение сои в условиях неустойчивого увлажнения левобережной части Лесостепи Украины сдерживается недостаточно обоснованной зональной технологией ее выращивания, особенно при раннем посеве, где тепло является ограничивающим фактором.
Доля сои в структуре посевных площадей масличных культур должна составлять около 33 %, что позволит увеличить валовое производство семян сои до 2,5-3,0 млн. тонн. Достижение таких темпов производства можно осуществить следующими способами: научно обоснованный подбор сортов в соответствии с агроклиматическими условиями территории; увеличение доли сои в севооборотах; оптимизация технологии выращивания сои для максимального использования потенциала продуктивности сортов сои и тому подобное. На сегодняшний день сортовые ресурсы сои в Украине состоят на 80 % из сортов отечественной селекции и на 20 % - из сортов зарубежной селекции, это дает широкий спектр подбора сортов с учетом зоны выращивания [1, 5, 6].
По скороспелости выделяют такие группы сортов сои: ультраранние с вегетационным периодом до 85 дней и нормой высева 750-850 тыс./га; раннеспелые - соответственно 86-105 дней и 650750 тыс./га; среднераннеспелые - 106-125 дней и 550-650 тыс./га; среднеспелые - 126-135 дней и 450550 тыс./га [7].
В условиях правобережной Лесостепи Украины П. Г. Марущак изучил особенности роста, развития, формирования урожая и кормовой оценки новых скороспелых сортов сои в зависимости от густоты растений, сроков сева, предпосевной инокуляции семян клубеньковыми бактериями. По параметрам пластичности и стабильности предпочтительным является сорт Устя. Срок его сева - вторая и третья декада мая при норме высева 800 тыс./га. Этот сорт оставляет в почве 136,9-157,0 кг/га азота [4].
Выбирая срок сева, следует рассчитывать на полное использование растениями вегетационного периода, плодородия почвы, особенностей влагообеспеченности местности, так как критический период по водопотреблению должен приходиться на фазу цветения-формирования бобов. Исследования, проведенные в зоне Лесостепи Украины, указывают, что наибольшая урожайность получена при посеве в годы с ранней весной в конце апреля, в годы с поздней весной - в первой декаде мая [1].
При выборе способа посева важно учитывать высокую пластичность сои к площади питания, которая проявляется в изменении индивидуальной продуктивности растений. В посевах сои с оптимальной густотой и площадью питания растений основное количество бобов формируется на главном побеге, разреженных - на боковых ветвях. Негативное воздействие чрезмерного уплотнения посевов приводит к полеганию, преждевременному пожелтению и опаданию нижних листьев, неполному использованию света, влаги, питательных веществ, снижению биологической фиксации азота с атмосферы [2]. Увеличение нормы высева с 400 до 1200 тыс./га растений приводило к сокращению вегетационного периода, значительному удлинению растений и уменьшению урожайности семян за счет образования бобов только в верхней части растений. При низкой норме высева сои бобы формировались в центральной и верхней части стебля, такие растения быстро сбрасывали листья, наблюдалось интенсивное полегание посевов и увеличивались потери при комбайновой уборке [3].
В зависимости от нормы высева соя меняет индивидуальную продуктивность, количество бобов и семян, массу семян, высоту прикрепления нижних бобов. При соблюдении оптимальной густоты растений основное количество бобов и семян (65-75 %) формируется на главном стебле, 25-35 % - на боковых ветвях. В конкретных почвенно-климатических условиях оптимальной для каждого сорта есть такая плотность растений, которая обеспечивает максимальную фотосинтетическую и симбио-тические их деятельность и формирование высокой урожайности семян [8].
Таким образом, способ и плотность размещения растений на площади зависит в первую очередь от особенностей сорта и метеорологических условий, а также от взаимодействия этих факторов. В последние годы наблюдается тенденция к сужению междурядий и увеличению густоты растений. Поэтому вопрос правильного выбора срока, способа посева и нормы высева следует решать исходя из выбранного сорта и местности, где он будет выращиваться. С появлением новых сортов сои интенсивного типа возникает проблема их быстрого внедрения в производство. Для этого необходимо знать сортовую чувствительность сои на уровень обеспечения отдельных растений факторами жизни. Особенно это характерно для сои как светолюбивой культуры с четко выраженной изменчивостью отдельных растений по продуктивности в зависимости от величины и формы площади питания [9].
Уровень продуктивности растений в значительной степени определяется изменением площади питания и способами размещения их в посеве. В связи с этим изучение влияния величины и формы площади питания на конкурентные взаимосвязи растений в агробиоценозе и индивидуальную продуктивность растений сортов сои является важной научной проблемой.
Основная часть
Целью исследований было установление оптимальной густоты посева сои путем правильного выбора нормы высева и способа сева, которые бы обеспечили оптимальный рост и развитие растений и их высокую производительность. Почва опытного участка - чернозем оподзоленный среднесуглини-стый с содержанием гумуса 3,7 %, рН (солевое) - 5,6. Метеорологические условия в годы проведения опытов были разнообразными и вполне характеризовали особенности климата данной местности.
Схема опыта предусматривала сев сои лучевым способом, предложенным J.A. Nedler и описанным W. Duncan и D.B. Egli в США. Учитывая специфику новых отечественных интенсивных сортов сои, необходимо повышать урожайность семян при сужении междурядий и увеличении густоты растений на единицу площади. А. А. Бабич, В. Ф. Петриченко предложили модификацию системной модели.
Модельный опыт закладывали таким образом, чтобы площадь питания одного растения постепенно возрастала с удалением от центра круга. Для устранения негативного воздействия растений сои друг на друга в соседних лучах, выходящих из центра круга, а также создание одинаковых условий для растений по вариантам и повышения уровня достоверности полученных результатов исследований, в центре большого круга делали еще один круг, диаметр которого равен ширине базового междурядья в существующих технологиях региона, т. е. 45, 60, 70 см. Схематический вид - это круг, из центра которого выходят 32 луча. Длина каждого луча 3 м. Расстояние между растениями в луче 10 см.
Предложенная модификация лучевого способа размещения растений сои с учетом специфики современных интенсивных сортов позволяет оценить большой набор густоты растений в широком диапазоне и выявить конкурентные взаимоотношения между растениями на сравнительно небольшой исследовательской площади. Этот подход может быть использован научно-исследовательскими учреждениями при проведении подобных исследований как с культурой сои, так и с другими культурами. На продолжительность вегетационного периода значительно влияют метеорологические условия, т. е. количество осадков и среднесуточная температура воздуха в течение вегетации, что вызывает значительные колебания вегетационного периода по годам. Так, продолжительность вегетационного периода сои при посеве ранней весной в почву с температурой на глубине заделки семян +6-8 °С в зависимости от генотипа варьирует от 90 до 135 и выше суток.
Согласно с целью и задачами исследований было проведено изучение влияния сроков, способов посева и норм высева различных сортов сои на особенности роста и развития растений в процессе вегетационного периода. Фенологические наблюдения за ростом и развитием сортов сои на участках с различными вариантами сева позволили установить некоторые различия в скорости прохождения фаз развития растений на различных вариантах опыта, что в конечном итоге четко отразилось на датах наступления технологической спелости растений сои. Продолжительность межфазных периодов была разной и зависела в первую очередь от погодных условий лет исследований.
Первый период в онтогенезе растений сои характеризуется тем, что молодой проросток, который развивается, питается за счет пластических веществ семени и только после появления семядолей на поверхности почвы, растение начинает усваивать углекислоту воздуха и питательные вещества из почвы. Поэтому создание благоприятных условий для роста и развития растений сои, особенно впервые 40 дней вегетации, имеет важное значение в формировании высоких урожаев семян этой культуры.
Было обнаружено, что на контрольных вариантах опыта, продолжительность вегетации у раннеспелых сортов сои несколько варьировала. Так, полная фаза цветения сорта Романтика наступила на 38 сутки после фазы полных всходов, у сорта Устя - на 42 сутки. Фазу полной спелости на делянках опыта отмечено через 98 и 106 суток.
Ранний срок сева отвечал минимальной температуре почвы (+10-12 °С), при котором возможно прорастание семян сои. Оптимальный срок сева определяли по прогреванию почвы до +12-14 °С. Поздний срок сева отвечал повышению температуры почвы до + 14-16 °С. В первых двух случаях обязательно учитывали также достаточную влагообеспеченность верхнего слоя почвы. Поздний срок сева чаще сопровождался низким содержанием влаги в посевном слое почвы. Учитывая результаты научных исследований, проведенных в различных регионах Украины, а также особенности климата левобережной части Лесостепи, такой температурный режим наблюдался в следующие календарные сроки (при колебании в разные годы в пределах 5-10 дней): ранний срок - с 15 по 25 апреля; оптимальный срок - с 26 апреля по 5 мая; поздний срок - с 10 по 15 мая (рис. 1). При условии раннего сева соя созревает раньше, но продолжительность вегетационного периода остается самой длинной. При условии позднего сева вегетационный период был укороченным за счет ускоренной вегетации растений в процессе роста и развития. Следует учитывать, что правильно выбранный срок сева дает возможность растениям полнее использовать вегетационный период и плодородие почвы. Наибольшее количество осадков должно приходиться на критический период водопотребления.
= Романтика = Устя = Ворскла
108 106 104 102 100 98 96 94
106
105
104
102 102
101
100
100
98
Ранний
Оптимальный Поздний
Сроки сева
Рис. 1. Продолжительность вегетационного периода сортов сои в зависимости от срока посева (среднее за 2013-2015 гг.)
Итак, выбирая срок сева сои, следует учитывать уровень температурного режима и влажности посевного слоя почвы. Отмечена обратная зависимость продолжительности периода посев-всходы от среднесуточной температуры почвы в период сева. При недостаточной обеспеченности влагой почвы и повышенной температуре воздуха вегетационный период укорачивался.
Полевая всхожесть семян сои в зависимости от срока сева сорта Ворскла была наибольшей при высеве в первой декаде мая (второй срок посева) и составляла в среднем 86 % (рис. 2). При раннем сроке посева она уменьшалась до 80 %, при позднем - до 83 %. Нормы высева семян существенно влияли на показатель полевой всхожести: максимальное значение получали при использовании нормы 700 и 800 тыс./га - 83-87 %, минимальное - 500 и 600 тыс./га - 77-84 %. Если сравнивать сроки сева, то максимальными эти показатели были при посеве во второй декаде мая. При посеве с нормой высева 500 тыс./га всхожих семян она составляла 82-83 %, 600 тыс./га - 86-88, 700 тыс./га - 84-90, 800 тыс./га - 86-87 % в зависимости от способа посева.
88
1 2 3
Сроки сева
500 тыс/га 600 тыс/га 700 тыс/га 800 тыс/га
Рис. 2. Полевая всхожесть семян сои (%) в зависимости от срока и нормы высева, сорт Романтика (среднее за 2013-2015 гг.)
Итак, для сои характерна значительная изменчивость полевой всхожести в зависимости от срока сева и отдельно по годам. Связываем это с разным температурным режимом в период прорастания семян и условиями увлажнения посевного слоя почвы, особенно в случае раннего и позднего сева. Способы сева не имели существенного влияния на всхожесть семян, но при широкорядном способе сева полевая всхожесть имела тенденцию к повышению.
Урожайность семян сои в зависимости от сорта, нормы высева, строка и способа посева, (среднее за 2013-2015 гг.)
Сорт (фактор А) Способ посева (фактор В) Норма высева, тыс./га (фактор С) Урожайность, т/га
первый срок посева второй срок посева третий срок посева
Романтика рядковый, 15 см 500 19,5 24,6 22,4
600 22,0 28,8 23,5
700 23,3 29,1 23,3
800 23,8 31,7 24,0
широкорядный, 45 см 500 16,8 23,8 20,5
600 19,4 26,0 24,3
700 24,8 27,0 29,5
800 24,0 27,8 27,7
Устя рядковый, 15 см 500 16,1 21,7 18,2
600 21,6 22,9 19,4
700 21,6 25,0 22,1
800 23,4 27,2 23,1
широкорядный, 45 см 500 20,4 21,1 21,6
600 23,0 22,5 22,8
700 24,5 26,4 27,5
800 25,3 28,1 23,8
Ворскла рядковый, 15 см 500 17,3 21,2 19,0
600 18,1 23,1 22,8
700 22,5 28,5 23,9
800 21,6 27,5 24,7
широкорядный, 45 см 500 17,5 23,2 18,9
600 20,7 24,8 22,1
700 24,0 26,0 26,5
800 25,4 27,7 24,5
НСР05, т/га, для фактора: А - 0,07; В - 0,08; С - 0,06; АВС - 0,10
Выбирая срок сева сои, следует учитывать уровень температурного режима и влажности посевного слоя почвы. Отмечена обратная зависимость продолжительности периода посев-всходы от среднесуточной температуры почвы в период сева. При севе сои в начале мая и особенно во второй половине месяца решающим фактором является не температура, так как она в это время достаточно высокая, а влажность верхнего посевного слоя почвы. В поздних посевах сои в верхнем слое почвы наблюдался дефицит влаги, всходы были недружные, несколько ослабленные и густота растений на этих участках оказалась на 10-15 % меньше, чем при посеве в оптимальный срок (таблица).
Сортовые особенности влияли на динамику густоты стояния растений в незначительной степени, по сорту Устя выживание в среднем было на уровне 82,1 %, а по сорту Романтика и Ворскла - 81,0 %. Норма высева наиболее существенно влияла на формирование густоты стояния растений сои. Увеличение нормы высева от 500 до 800 тыс./га обусловило увеличение полевой всхожести семян на 6-10% и снижение выживаемости растений на 3-5 %. Норма высева больше, чем способ сева, влияла на величину урожайности сои
Лучшие условия сложились при посеве 700 тыс./га всхожих семян. Повышение нормы высева до 800 тыс./га всхожих семян, особенно при посеве в поздние сроки, не способствовало существенному повышению урожайности. Поэтому наиболее целесообразно сою сеять обычным рядковым (15 см) или широкорядным (45 см) способами с нормой высева 700 тыс./га всхожих семян.
Заключение
1. Для сои как светолюбивой культуры с четко выраженной изменчивостью отдельных растений по продуктивности уровень урожайности определяется изменением площади питания и способами размещения их в посеве. В связи с этим изучение влияния величины и формы площади питания на конкурентные взаимосвязи растений в агробиоценозе и индивидуальную продуктивность растений сортов сои является важной научной проблемой.
2. Предложенная модификация лучевого способа размещения растений сои с учетом специфики современных интенсивных сортов позволяет оценить большой набор густоты растений в широком диапазоне и выявить конкурентные взаимоотношения между растениями на сравнительно небольшой исследовательской площади. Этот подход может быть использован научно-исследовательскими учреждениями при проведении исследований как с культурой сои, так и с другими культурами.
3. Фенологические наблюдения за ростом и развитием сортов сои на участках с различными вариантами сева позволили установить некоторые различия в скорости прохождения фаз развития растений на различных вариантах опыта, что в конечном итоге четко отразилось на датах наступления технологической спелости растений сои. Продолжительность межфазных периодов была разной и зависела в первую очередь от погодных условий лет исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабич, А. О. Проблема фотосинтезу i бюлопчно! фжсаци азоту бобовими культурами / А. О. Бабич, В. Ф. Петриченко, Ф. Ф. Адамень // Вюник аграрно! науки. - 1996. - № 2. - С. 34-39.
2. Бабич, А. О. Продуктивний потенщал сортш со! для регюшв Укра!ни / А. О. Бабич // Пропозищя. - 2000. - № 11. -С. 33-35.
3. Бахмат, О. М. Агротехшчне i еколопчне обгрунтування сортово! технологи вирощування со! в умовах твденно! частини Захдаого Шсостепу Укра!ни: автореф. дис...канд. с.-г. наук: 06.01.09 / О. М. Бахмат. - Вшниця, 2005. -21 с.
4. Марущак, П. Г. Удосконалення елеменпв технологи вирощування i використання скоростиглих сорив со! в Правобережному Лгсостепу Украши: автореф. дис. канд. с.-г. наук: 06.01.09 / П. Г. Марущак. - К., 2005. - 22 с.
5. Петриченко, В. Ф. Агроеколопчна оцшка сорив со! в умовах твшчного Лгсостепу Укра!ни / В. Ф. Петриченко, О. М. Сологуб // Зб. наук. Праць Вшницького ДАУ. - 2002. - Вип. 11. - С. 3-7.
6. Сорти со! Институту рослинництва iм. В.Я. Юр'ева та технолопя вирощування / С. I. Попов, В. О. Матушкш, М. Ф. Божко [та ш]. - Харюв : Магда ЛТД, 2002. - 20 с.
7. Черенков, А. В. Сортова реакция со! рiзних груп стиглосл на способи авби i норми виаву при рiзних погодних умовах / А. В. Черенков, С. Ф. Артеменко, О. В. Ьгьенко // Зб. наук. праць Вшницького ДАУ. - 2004. - Вип. 52. -С. 114-116.
8. Шевшков, М. Я. Способи авби i норми виаву со! в умовах лiвобережного Люостепу Укра!ни / М. Я. Шевшков // Вюник Полтавсько! державно! аграрно! академи. - 2004. - № 3. - С. 79-83.
9. Шевшков, М. Я. Застосування бюлопчних, хiмiчних та фiзичних засобiв у технолопях вирощування со! i кукуру-дзи / М. Я. Шевшков, О. О. Коблай // Полтава. - 2015. - 258 с.
