CC BY
22
Вестник ДВО РАН. 2020. № 4
УДК 633.853.52:631.5(571.63) DOI: 10.37102/08697698.2020.212.4.011
Р.В. ТИМОШИНОВ, Л.Е. БАБИНЕЦ, Е.Ж. КУШАЕВА, А.А. ДУБКОВ, А.Г. КЛЫКОВ
Влияние агротехнических приемов и плодородия почвы на урожайность сои сорта Муссон в условиях Приморского края
Представлены результаты исследований реакции растений сои сорта Муссон на изменение норм высева, способа посева и влияния различных систем удобрений на урожайность и качество семян в условиях Приморского края. Для получения максимальной урожайности сои сорта Муссон рекомендуется проводить рядовой посев на 15 см с нормой высева 500—600 тыс. или широкорядный посев на 30 см с нормой высева 550-650 тыс. всхожих семян на 1 га. Показана высокая эффективность комплексной системы удобрений с одинарной дозой минеральных удобрений (Н40 + И4,5 + 1NPK).
Ключевые слова: соя, сорт, система удобрения, белок, урожайность, норма высева, способ посева.
Influence of agrotechnical receptions and fertility soils on the yield of the Monsoon variety in the conditions of the Primorsky Territory. R.V. TIMOSHINOV, L.E. BABINETS, E.Zh. KUSHAEVA, A.A. DUBKOV, A.G. KLYKOV (Federal Scientific Center of Agrobiotechnology in the Far East named after A.K. Chaika, Ussuriysk).
The article presents the results of studies on the reaction of soybean plants of the Monsoon variety to changes in seeding rates, method of sowing, the influence of various fertilizer systems on the yield and quality of soybean seeds in the Primorsky Territory. It has been established that in order to obtain maximum yield, the soybean Monsoon variety is recommended to be sown with row crops of 15 cm with a seed rate of500-600 thousand germinating seeds per 1 ha, with a wide-row method of sowing of 30 cm with a seed rate of 550-650 thousand germinating seeds on 1 ha. Of the applied in crop rotation, High efficiency of integrated fertilizer system with a single dose of mineral fertilizers (manure 40 + lime 4.5 + 1NPK) is shown.
Key words: soybean, variety, fertilizer system, protein, yield, seeding rate, method of sowing.
В последние годы в Российской Федерации отмечено значительное увеличение посевных площадей под соей. Однако урожайность сои пока далека от потенциально возможной, особенно на Дальнем Востоке [4].
Для повышения урожайности сои важное значение имеет не только подбор наиболее адаптированных для конкретных природных условий сортов, но и применение особых приемов возделывания с учетом биологических особенностей растений. Созданные селекционерами и используемые в производстве сорта сои различаются не только продолжительностью вегетации, но и морфологическими признаками, физиологическими свойствами растения и отдельных его органов, функционированием фотосинтетического и симбиотрофного процессов, реакцией на световой и тепловой режимы, устойчивостью
*ТИМОШИНОВ Роман Витальевич - кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом, БАБИНЕЦ Людмила Евгеньевна - младший научный сотрудник, КУШАЕВА Елена Жоржевна - научный сотрудник, ДУБКОВ Александр Алексеевич - научный сотрудник, КЛЫКОВ Алексей Григорьевич - доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, заведующий отделом (Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки, Уссурийск). *Е-таП: [email protected]
к абиотическим стрессам и патогенам [6]. В этой связи возникает необходимость разработки энергетически и экономически выгодных способов повышения продуктивности культуры на основе использования ресурсосберегающих агротехнических приемов возделывания [11]. К таким приемам, оказывающим существенное влияние на формирование урожайности сои, относится норма высева и способ посева. Увеличение нормы высева приводит к вытягиванию растений в рост и более высокому прикреплению нижнего боба, но при этом снижается количество бобов и семян на растении [9].
Внесение минеральных удобрений позволяет значительно повысить продуктивность сельскохозяйственных культур, однако при их многолетнем применении снижается качество продукции растениеводства, происходит загрязнение окружающей среды, нарушаются естественные механизмы восстановления почв.
Для оценки эффективности извлечения растениями элементов питания из почвы и удобрений в различных регионах России проводятся агрохимические опыты на стационарах, созданных по инициативе академика Д.Н. Прянишникова в 1927 г. и организационно оформленных в 1941 г. в единую Географическую сеть опытов с удобрениями. За многолетний период существования сети создан фонд экспериментальных результатов, который широко используется и в настоящее время [8].
Чтобы оценить влияние на почву того или иного фактора, исследуются агрохимические, физические и биологические свойства почв. Микроорганизмы - основные деструкторы органических остатков - принимают участие в образовании и деструкции гумуса, накоплении биологически активных веществ. Микроорганизмы осуществляют также фиксацию молекулярного азота атмосферы. Отслеживая сдвиги в структуре и численности различных микробных групп, можно оценить динамику и направленность почвенных процессов и, следовательно, на ранних этапах зафиксировать и скорректировать возможные негативные последствия различных агроприемов [10].
Цель настоящих исследований - обосновать возможность повышения урожайности нового сорта сои Муссон с максимальным выходом семенной фракции, сохранением ценных хозяйственно-биологических признаков сорта за счет применения агроприемов возделывания и различных систем удобрений.
Материалы, методы и условия исследований
Исследования проводились на полях отдела земледелия и агрохимии ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» (пос. Тимирязевский Приморского края) в 2017-2019 гг. Изучение систем удобрений осуществлялось в агрохимическом стационаре, заложенном в 1941 г. на базе девятипольного севооборота, с использованием полевого и лабораторно-полевого методов по общепринятым методикам [5].
Почва опытного участка - лугово-бурая отбеленная, тяжелосуглинистая. В почвенных пробах определялись следующие показатели, характеризующие агрохимические свойства почвы: органическое вещество (гумус) - по Тюрину; рНкс1 - по ГОСТ 26483-85; подвижный фосфор и калий - по методу Кирсанова (ГОСТ Р 54650-2011).
В качестве объекта исследований использовали районированный сорт сои Муссон селекции ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки, включенный в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации и рекомендованный к использованию в 12 климатических зонах [2]. Сорт среднепоздний, с периодом вегетации 120-124 сут.
Опыт по изучению влияния способов посева на урожайность состоял из вариантов с междурядьями 15 и 30 см при разных нормах высева - от 300 до 700 тыс. всхожих семян на 1 га. Контролем служил вариант с междурядьями шириной 45 см и нормой высева 450 тыс. всхожих семян на 1 га, рекомендованный для Приморского края [7]. Площадь делянки - 20 м2 в трехкратной повторности.
Опыт по оценке влияния систем удобрений на урожайность и биохимические показатели сои включал раздельное внесение органического удобрения (навоза), извести и минеральных удобрений (в одинарных и двойных дозах), а также комплекса этих удобрений в различных их сочетаниях и пропорциях. В качестве контроля был взят вариант без удобрений. Навоз и известь вносили в начале каждой ротации севооборота в занятом пару, минеральные удобрения - ежегодно. Схема опыта представлена в табл. 1.
Фенологические наблюдения, учеты и оценку структуры урожая проводили согласно методике государственного сортоиспытания [5]. Полученные данные обрабатывались общепринятыми методами [3].
Результаты исследований
В почве агрохимического стационара до закладки опытов в 1941 г. на 1 кг почвы содержалось 19 мг подвижного фосфора, 61 мг обменного калия, 2,9 % гумуса, рНкс1 составлял 4,9. Применение разных систем удобрений в течение 78 лет оказало существенное влияние на накопление элементов питания в почве и агрохимические показатели (табл. 2). Исследования показали, что содержание фосфора в контроле очень низкое, в варианте с внесением навоза и навоза с известью оно повышается на 8-11 мг/кг. Совместное внесение минеральных удобрений, органического удобрения (навоза) и извести на протяжении восьми ротаций севооборота привело к формированию повышенного и высокого уровня обеспеченности почвы подвижным фосфором (58-103 мг/кг).
Таблица 2
Состояние плодородия почвы на полях агрохимического стационара ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока (среднее за 2017—2019 гг.)
Вариант N-NO3 мг/кг Р2О5 мг/кг К2О, мг/кг Органическое вещество, % рНКС1
1. Контроль(без удобрений) 12,4 12 127 3,23 5,0
2. Н40 13,5 20 136 3,33 5,3
3. Н40 + И4,5 12,8 23 130 3,48 5,6
4. Н40 + И4,5 + 1NPK 17,6 58 173 3,37 5,6
5. Н40 + И4,5 + 2NPK 10,9 97 178 3,20 5,7
6. Н40 + И4,5 + 1N2P2K 9,8 103 132 3,36 5,6
7. Н40 + И4,5 + 1N2P1K 10,3 94 130 3,27 5,4
8. И4,5 + 1,5N1, 5P2K 10,5 42 117 3,16 5,5
9. 1,5N1, 5P2K 10,5 31 111 2,98 4,6
Установлено, что без внесения органического удобрения (навоза) содержание фосфора снижается до среднего уровня, а при применении одних минеральных удобрений - до низкого. На полях с минеральной системой удобрений наблюдается средняя обеспеченность калием (111 мг/кг), высокая формируется в почвах, где применялась комплексная система с одинарной (Н40 + И4,5 + 1NPK) и двойной (Н40 + И4,5 + 2NPK) нормой минеральных удобрений. В контроле и на минеральной системе почва является среднекислой (рНкс1 5,0), а при систематическом применении минеральных удобрений на фоне органики и извести переходит в разряд близкой к нейтральной и слабокислой. Наименьшее содержание
Таблица 1 Схема внесения удобрений на агрохимическом стационаре ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока
№ варианта Вариант
1 Контроль(без удобрений)
2 Н40
3 Н40 + И4,5
4 Н40 + И4,5 + 1NPK
5 Н40 + И4,5 + 2NPK
6 Н40 + И4,5 + 1N2P2K
7 Н40 + И4,5 + 1N2P1K
8 И4,5 + 1,5N1, 5P2K
9 1,5N1, 5P2K
Примечание. Н - навоз, И - известь, т/га; ШРК - одинарная (К^К^) и 2№К - двойная ^60Р90К90) дозы минеральных удобрений, кг д.в./га.
органического вещества фиксируется для минеральной системы, что скорее всего связано с процессом минерализации органического вещества. Систематическое внесение в почву органических и минеральных удобрений на фоне известкования способствует активации процесса гумификации.
ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки совместно с ФНЦ биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН выполнены исследования микрофлоры на агрохимическом стационаре при разных системах удобрений. Исследования показали, что длительное внесение удобрений меняет соотношение аминогетеротрофов и аминоавтотрофов. Зафиксировано значительное уменьшение численности аминогетеро-трофов и азотфиксаторов вместе с ростом численности аминоавтотрофной микрофлоры. На всех опытных участках отмечено снижение количества подвижного азота на фоне сокращения численности микробного пула, принимающего участие в цикле азота. Можно сделать заключение, что одним из факторов, влияющих на уменьшение количества доступного азота в почве экспериментальных участков, является угнетение аминогетеро-трофной и азотфиксирующей микрофлоры при одновременном росте численности микроорганизмов, использующих минеральные формы азота [1].
Использование клевера лугового на сидерат и соблюдение севооборота позволяют получать достаточно высокую урожайность сои (1,7 т/га) даже без применения минеральных удобрений в течение 78 лет (см. вариант «Контроль» в табл. 3).
Таблица 3
Урожайность и биохимические показатели сои сорта Муссон в зависимости от систем удобрений (среднее за 2017—2019 гг.)
Вариант Урожайность, т/га Содержание жира, % Содержание белка, %
1. Контроль (без удобрений) 1,7 21,4 37,2
2. Н40 2,0 20,9 38,3
3. Н40 + И4,5 2,2 20,9 38,3
4. Н40 + И4,5 + 1NPK 2,3 20,8 38,8
5. Н40 + И4,5 + 2NPK 2,3 21,0 37,8
6. Н40 + И4,5 + 1N2P2K 2,2 20,9 38,2
7. Н40 + И4,5 + 1N2P1K 2,3 20,9 38,5
8. И4,5 + 1,5N1, 5P2K 2,3 21,1 37,8
9. 1,5N1,5P2K 2,0 21,2 37,2
НСР0,95 0,2 - -
В процессе исследований выявлено, что эффективность минеральной системы удобрений превосходит систему с органическим удобрением, а наиболее высокие прибавки урожая в сравнении с контролем (0,6 т/га) получены при совместном внесении органического удобрения (навоза), извести и минеральных удобрений.
Последействие систем удобрений отражается в содержании белка в семенах сои. Наибольшее содержание белка и наименьшее жира в сое получено при комплексной системе с одинарной дозой минеральных удобрений (Н40 + И4,5 + 1NPK).
К элементам структуры урожая сои относятся такие показатели, как высота растений, высота прикрепления нижнего боба, количество бобов и семян на одном растении, масса 1000 шт. семян.
В вариантах с комплексной системой удобрений (Н + И + NPK) отмечены более высокие показатели структуры урожая (табл. 4). Установлено, что наибольшее засорение происходит при посеве с междурядьями 15 и 30 см (табл. 5). В посевах сои в основном преобладали акалифа южная (Acalypha australis), амброзия полыннолистная (Ambrosia ar-temisiifolia) и марь белая (Chenopodium album).
Таблица 4
Влияние минеральных удобрений на структуру урожая сои сорта Муссон (среднее за 2017—2019 гг.)
Высота, см Количество Количество Масса
Вариант растения прикрепления нижнего боба бобов на 1 растении, шт. семян на 1 растении, шт. 1000 семян, г
1. Контроль (без удобрений) 76 14 18 34 160,8
2. Н40 83 14 18 35 164,0
3. Н40 + И4,5 93 16 21 42 173,5
4. Н40 + И4,5 + ШРК 97 16 24 48 174,8
5. Н40 + И4,5+ 2ОТК 103 18 24 49 173,3
6. Н40 + И4,5+ Ш2Р2К 105 16 24 49 177,9
7. Н40 + И4,5+ Ш2Р1К 96 15 22 42 175,8
8. И4,5 + 1,5Ш, 5Р2К 93 14 22 41 170,9
9. 1,5Ш, 5Р2К 88 15 22 41 154,5
НСР0,95 11,6 1,6 2,4 6,0 8,1
Таблица 5
Видовой состав сорняков при разных способах посева сорта Муссон
Ширина Вид сорняков Количество сорняков, шт./м2
междурядий 2018 г 2019 г Среднее
45 см (контроль) Амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia) 15 25 20
Марь белая (Chenopodium album) 13 15 14
Акалифа южная (Acalypha australis) 14 16 15
Всего 42 56 49
15 см Амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia) 25 32 28
Марь белая (Chenopodium album) 15 14 14
Акалифа южная (Acalypha australis) 14 26 20
Всего 54 72 62
30 см Амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia) 35 27 31
Марь белая (Chenopodium album) 20 18 19
Акалифа южная (Acalypha australis) 16 21 18
Всего 71 66 68
Высота растений - один из основных признаков, определяющих урожайность. В проведенных исследованиях высота растений в среднем за 2018-2019 гг. наибольшей (74 см) была при посеве с междурядьем 15 см и нормой высева 600-700 тыс. всхожих семян на 1 га. Высота прикрепления нижнего боба является важным в технологическом отношении признаком, от которого зависит величина потерь при механизированной уборке урожая. При более высоком прикреплении нижнего боба уменьшаются потери зерна. В опыте высота прикрепления нижнего боба у сои сорта Муссон варьировала от 8 до 11 см.
На продуктивность сои влияет также количество бобов на растении, что обусловлено биологическими особенностями сорта, почвенно-климатическими условиями и агротехникой возделывания. Максимальное количество бобов на одном растении (30-36 шт.) для посевов с междурядьями шириной 15 см отмечено при норме высева 600-700 тыс. всхожих семян на 1 га. При посеве с междурядьем в 30 см количество бобов составляет 35-37 шт. при норме высева 550-650 тыс. всхожих семян на 1 га (табл. 6).
Наибольшее количество семян с одного растения (52-66 и 71-75 шт.) получено при посеве с междурядьями шириной 15 см при норме высева 600-700 тыс. и 30 см при норме высева 550-650 тыс. всхожих семян на 1 га соответственно.
Основным критерием эффективности сорта является его урожайность. В наших исследованиях наибольшая урожайность (1,8 т/га) была получена при обычном рядовом посеве с междурядьями в 15 см и нормой высева от 550 до 600 тыс. всхожих семян на 1 га, что выше контроля на 5,9 %. Изучаемые способы посева и нормы высева не оказывали
Таблица 6
Влияние норм высева и способа посева на структуру урожая сои сорта Муссон (среднее за 2018-2019 гг.)
Вариант Высота, см Количество Количество Масса 1000 семян, г
Ширина междурядий (фактор А) Норма высева, тыс. всхожих семян на 1 га (фактор В) растения прикрепления нижнего боба бобов на 1 растении, шт. семян на 1 растении, шт.
45 см (контроль) 450 81 9 34 56 187
15 см 300 68 8 27 59 125
350 70 8 29 64 126
400 70 9 30 61 133
450 68 9 28 49 134
500 69 10 31 59 136
550 67 10 32 57 146
600 74 11 36 66 155
650 66 8 27 52 141
700 74 9 30 54 158
30 см 300 68 8 34 70 145
350 62 9 30 65 146
400 64 8 40 58 150
450 70 9 32 57 166
500 74 8 33 59 148
550 78 10 35 73 137
600 80 11 36 71 152
650 84 11 37 75 154
700 86 10 35 71 147
НСР05 фактор А 3,3 0,5 1,8 3,7 5,5
НСР фактор В 6,9 1,2 3,8 7,9 11,6
НСР05 факторы А и В 9,8 1,6 5,5 11,3 16,3
Таблица 7
Урожайность и биохимические показатели сои сорта Муссон в зависимости от способа посева и нормы высева (среднее за 2018-2019 гг.)
Вариант Урожайность, т/га Содержание белка, % Содержание жира, %
Ширина междурядий (фактор А) Норма высева, тыс. всхожих семян на 1 га (фактор В)
45 см (контроль) 450 1,7 37,8 22,0
15 см 300 1,1 35,5 22,7
350 1,3 36,9 22,0
400 1,2 36,8 22,3
450 1,3 36,1 22,3
500 1,7 37,1 22,0
550 1,8 38,5 22,0
600 1,8 37,8 22,1
650 1,5 37,5 22,1
700 1,2 36,8 22,1
30 см 300 1,1 37,0 22,3
350 1,2 37,0 22,4
400 1,2 38,2 22,0
450 1,1 37,5 22,0
500 1,4 37,1 22,4
550 1,5 38,7 22,0
600 1,7 38,1 22,0
650 1,7 38,2 22,0
700 1,5 37,4 22,3
НСР05 фактор А 0,1 0,2 0,04
НСР05 фактор В 0,2 0,4 0,10
НСР05 факторы А и В 0,3 0,6 0,14
существенного влияния на биохимические показатели. По всем вариантам опыта отмечена тенденция к росту содержания белка в зерне сои в среднем на 0,7 % (табл. 7).
Заключение
Продуктивность сои в агрохимическом стационаре ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки при длительном выращивании без применения удобрений в целом сохраняется за счет севооборота и использования клевера лугового на сиде-рат. Внесение высоких доз минеральных удобрений без органических приводит к под-кислению почвы по сравнению с контролем. Из примененных нами систем удобрений в севообороте более высокую эффективность показала органоминеральная, продолжительное использование которой на фоне известкования обеспечивает значительную прибавку урожая сои сорта Муссон (0,6 т/га). Внесение органического удобрения (навоза), извести и двойной дозы минеральных удобрений на протяжении восьми ротаций севооборота формирует значительные запасы доступного фосфора и калия в почве. Максимальная урожайность сои сорта Муссон (2,3 т/га) с высоким содержанием белка (38,8 %) получена при применении комплексной системы с одинарной дозой минеральных удобрений (Н40 + И4,5 + ЮТК).
В условиях Приморского края сорт сои Муссон рекомендуется высевать рядовым способом с междурядьями шириной 15 см и нормой высева 500-600 тыс. или широкорядным способом с междурядьями шириной 30 см и нормой высева 550-650 тыс. всхожих семян на 1 га.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бойко А.Н., Сидоренко М.Л., Тимошинов Р.В. Влияние длительного применения удобрений на соотношение эколого-трофических групп микроорганизмов различных по типу азотного питания // Вестн. Алтай. ГАУ 2018. № 9 (167). С. 40-46.
2. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. Сорта растений. М., 2018. 483 с.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): стереотип. изд., перепечатанное с 5-го изд., доп. и перераб. М.: Альянс, 2014. 351 с.
4. Клыков А.Г., Ким И.В. Современное состояние и пути инновационного развития аграрной науки на Дальнем Востоке // Вестн. ДВО РАН. 2017. № 3. С. 5-14.
5. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / Гос. комис. по сортоиспытанию с.-х. культур. М., 1985. Вып. 1. 194 с.
6. Рахимова Ю.М., Дозоров А.В., Наумов А.Ю. Фотосинтетическая деятельность и урожайность сои при применении различных гербицидов и приемов основной обработки почвы // Вестн. Ульянов. ГСХА. 2015. № 2. С. 37-42.
7. Система ведения агропромышленного производства Приморского края / РАСХН, ДВНМЦ, ПримНИИСХ. Новосибирск, 2001. 364 с.
8. Совершенствование единой системы мониторинга в длительных агрохимических полевых опытах Геосети. М.: ВНИИА, 2016. 44 с. (Бюл. Географической сети опытов с удобрениями; вып. 22).
9. Фадеева М.Ф., Воробьева Л.В., Матвеева О.Л. Нормы высева и способы посева раннего сорта сои северного экотипа «Памяти Фадеева» в условиях Чувашии // Зернобобовые и крупяные культуры. 2019. № 2 (30). С. 62-66.
10. Чайка А.К., Клыков А.Г. Приоритетные направления в развитии агропромышленного комплекса Дальнего Востока России // Вестн. ДВО РАН. 2016. № 2. С. 24-30.
11. Шабалдас О.Г., Агафонов О.М. Рекомендации по применению микробиологических препаратов и регуляторов роста при возделывании сои в зоне неустойчивого увлажнения Краснодарского края. Армавир: АОС ВНИИМК, 2016. 44 с.
