CC BY
45DOI: 10.24411/2309-348X-2020-11210 УДК 635.655; 631.524.85
ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ СОИ В УСЛОВИЯХ
ВОЛГО-ВЯТСКОГО РЕГИОНА
И.Ю. ИВАНОВА, А.А. ФАДЕЕВ, кандидаты сельскохозяйственных наук
ЧУВАШСКИЙ НИИСХ - ФИЛИАЛ ФГБНУ «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ
НАУЧНЫЙ ЦЕНТР СЕВЕРО-ВОСТОКА ИМЕНИ Н.В. РУДНИЦКОГО»
E- mail: chniish@ mail.ru
В статье представлены результаты исследований за 2017-2019 гг. сортов сои северного экотипа Чувашского НИИСХ - филиала ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока. Исследования проведены в южной части Волго-Вятского региона на серо лесных тяжелосуглинистых почвах. Объектом изучения были четыре раннеспелых (созревающих при сумме активных температур выше 10 0 С - 1800-2000 0 С) сорта сои северного экотипа Чувашской селекции: Чера 1, Памяти Фадеева, Люмария и Мерчень. Наибольшая урожайность в среднем за годы изучения отмечена у сорта Памяти Фадеева (1,38 т/га), что превышает сорт стандарт Чера 1 на 7%. По результатам исследований выявлена самая низкая вариабельность урожайности по сорту Памяти Фадеева (6,19%), тогда как у сорта стандарта - 19,85%. Проведен анализ взаимосвязи урожайности сортов сои Чувашской селекции с основными факторами климатических условий, складывающихся в южной части Волго-Вятского региона. Корреляционный анализ показал степень влияния различных метеорологических условий на формирование урожайности изученных сортов сои, что позволяет более целенаправленно подходить к выбору возделывания сорта для конкретных климатических условий.
Ключевые слова: соя, сорт, продуктивность, климатические условия, корреляционная взаимосвязь.
INFLUENCE OF WEATHER CONDITIONS ON SOYBEAN YIELD IN THE
VOLGA-VYATKA REGION I. Yu. Ivanova, A. A. Fadeev
CHUVASH RESEARCH AGRICULTURAL INSTITUTE - BRANCH OF THE N.V.
RUDNITSKY FEDERAL AGRARIAN RESEARCH CENTER OF THE NORTH-EAST
E- mail: chniish@ mail.ru
Abstract: The article presents the results of research for 2017-2019 of soybean varieties of the Northern ecotype of Chuvash Research Agriculture Institute -Branch of the North-East. The research was conducted in the southern part of the Volga-Vyatka region on gray-forest heavy loamy soils. The object of study was four early - maturing (maturing at the sum of active temperatures above 10 0 C-1800-2000 0 C) soybean varieties of the Northern ecotype of the Chuvash selection: Chera 1, Memory of Fadeev, Lumaria and Merchen. The highest yield on average over the years of study was observed in the Memory of Fadeev variety (1.38 t / ha), which exceeds the standard Chera 1 variety by 7 %. According to the research results, the lowest yield variability was foundfor the Memory Fadeev variety (6.19 %), while the standard variety has 19.85 %. The analysis of the relationship between the yield of soybean varieties of Chuvash selection and the main factors of climatic conditions in the southern part of the Volga-Vyatka region. Correlation analysis showed the degree of influence of various meteorological conditions on the formation of the yield of the studied soybean varieties, which allows a more targeted approach to the choice of cultivating varieties for specific climatic conditions.
Keywords: soy, variety, productivity, climate conditions, correlation.
Расширение зоны возделывания сои уже более 100 лет связано с продвижением ее культуры во все более северные регионы. В настоящее время в результате потепления климата и благодаря успехам селекции имеются сорта сои, районированные в Волго-Вятском, Центральном регионах, и в южных районах Северо-Западного региона России [1], но специфические почвенно-климатические условия многих регионов России (невысокое плодородие почв, засушливые условия в период всходов и цветения, систематическое переувлажнение почвы в отдельные годы) затрудняют получение стабильно высокого урожая зерна сои, что требует поиска новых решений [2].
При внедрении новых технологий возделывания значение сорта сохранилось. Сорт остаётся не только средством повышения урожайности, но и становится фактором, без которого невозможно реализовать достижения техники и науки. Новый сорт имеет тем большую ценность, чем оптимальнее и на более высоком уровне в нём сочетаются самые важные биологические, хозяйственные и технологические свойства [3]. Однако климатические условия оказывают существенное влияние на условия развития растений и их урожайность. Лимитирующим фактором при возделывании сои является недостаточная обеспеченность влагой (в среднем за 4 месяца вегетации 217 мм) вследствие неравномерного ее распределения по фазам развития растений [4].
В Чувашской Республике в структуре посевных площадей доля зернобобовых составляет всего 1,1%, в том числе сои - 0,3%. Однако возросшие потребности внутреннего рынка в кормовом белке требуют значительного расширения посевов сои. И хотя Чувашская Республика не относится к соепроизводящим регионам, однако тепловые ресурсы климата вполне позволяют возделывать сою северного экотипа. Сумма активных температур (выше 10°С) за период вегетации сельскохозяйственных культур составляет 1800-2300°С, и скороспелые сорта сои Чувашской селекции при наборе этой суммы завершают вегетацию с формированием полноценного урожая [5].
Цель исследований - определение влияния метеорологических факторов на урожайность зерна сои сортов Чувашской селекции в условиях южной части Волго-Вятского региона.
Материалы и методика исследований
Исследования проводились на опытном поле Чувашского НИИСХ. Объектом изучения были четыре раннеспелых (созревающих при сумме активных температур выше 10°С - 1800-2000°С) сорта сои северного экотипа Чувашской селекции: Чера 1, Памяти Фадеева, Люмария и Мерчень. Это сорта промежуточного типа роста со средней ветвистостью, полусжатым кустом и высоким прикреплением нижнего боба (12-15 см.) [6]. За стандарт был взят районированный по 4 региону сорт Чера1 в 2009 году.
Каждый испытываемый сорт и стандарт занимали равную площадь в 2 га. Сравниваемые сорта высевались рядом на одинаково обработанных и удобренных участках. Учетные площади испытываемых сортов были одинаковыми, семена - одинаковыми по репродукции (элита), близкими по посевным и сортовым качествам. Предшественник -яровая пшеница. Был соблюден принцип единственного различия - это тождества предшественника, агрофона опыта, кроме изучаемого - хозяйственного потенциала сорта [7]. Было соблюдено равенство условий для четырех испытанных сортов, в т. ч. стандарта. Были выравнены рельеф и почвенное плодородие, размещение по единому предшественнику, применялись одинаковые виды и дозы удобрений, обработки почвы и семян. В одни и те же сроки и одинаковыми орудиями, машинами и протравителями готовились семена. Осуществлялся одновременный посев сортов в опыте семенами с высокими посевными качествами, одного года выращивания [8]. Агротехнический фон в производственном испытании соответствовал южной части Волго-Вятского региона. Почва опытного участка серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 4,6, нейтральной реакцией почвенного раствора - 6,1 и повышенным содержанием подвижного фосфора и обменного калия [9].
Испытание сои северного экотипа проводилось в производственном посеве площадью 75 га кормового севооборота Чувашского НИСХ. Из этой площади выделялось 24 га ежегодно под сою с учетом занятости 2 га в трех повторениях каждым сортом в соответствии с методикой проведения опытов [10].
Для анализа использованы результаты производственных посевов за 3 года (2017-2019 гг.). Исследования проводились с использованием Методики Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур [10] и Методики опытного дела Б.А. Доспехова (1979). Статистический анализ проводился с использованием пакета прикладных программ EXEL.
Результаты исследований и их обсуждение
Метеоусловия в годы исследований отличались по температурному режиму и количеству осадков за вегетационный период. В 2017 году рост и развитие сои проходило в исключительно аномальных условиях. Средняя температура лета составила всего 17,1°С, min температура +1,6° была отмечена 3 июня. Холодная дождливая погода в мае (12,6°С и 48 мм) и в июне (16,6°С и 59 мм) месяцах сдвинули календарный срок посева на две недели, а срок появления всходов на 3 недели. Посев сои был осуществлен только 24 мая. Семена пролежали в холодной почве 22 дня вместо 7-8 дней в благоприятные годы. Вегетативная фаза растений сои длилась 40-45 дней вместо 25-30 дней. Цветение началось только с наступлением тепла в июле 18,8°С с опозданием на целый месяц по сравнению со среднемноголетними показателями. Созревание бобов шло в условиях переувлажнения почвы (по этому фактору в республике было объявлено чрезвычайное положение). За лето выпало 345 мм осадков, что на 115 мм больше нормы. Гидротермический коэффициент колебался по декадам за вегетационный период от 1,7 до 8,2, в среднем за лето он составил 1,43. Растения страдали от уплотнения почвы, плохой аэрации. В этих условиях растения находились в стрессовом состоянии, созревание бобов задерживалось. Растения основной массы на конец сентября находились в фазе начало созревания бобов, к этому времени температура воздуха опустилась ниже биологического минимума. В целом за период активной вегетации растений (май-август) средняя температура воздуха составила 15,7°С, ниже от многолетней на 0,7°С. Осадков выпало 285,9 мм, 139% многолетней нормы. Сумма активных температур выше 10°С от всходов до уборки в фазе восковой спелости составила 1825 0С, сумма эффективных температур выше 15°С-312°С.
Вегетационный период сои в 2018 году характеризовался недостаточной влагообеспеченностью на фоне не по сезону высокого уровня температуры воздуха в течение всего периода вегетации. Холодная погода в мае сдвинула сроки посева теплолюбивых культур на две недели и посев сои произвели только 25 мая. Сдерживающим фактором появления дружных всходов был недостаток тепла и влаги в первой половине июня. Слабые осадки в течение лета были малоэффективны и не способствовали росту и развитию растений. В Чувашской Республике было объявлено чрезвычайное положение по засухе. На формирование бобов существенное влияние оказали осадки, прошедшие в первой декаде июля в фазе цветения сои (35,4 мм). Гидротермический показатель (ГТК) составил 1,47. Сумма активных температур выше 10°С от всходов до уборки в фазе восковой спелости составила 1782°С, сумма эффективных температур выше 15°С - 423°С.
В третий год испытаний (2019) погодные условия в первой половине вегетации сложились аналогично 2018 году. Отсутствие продуктивных осадков за апрель-май месяцы, высокая температура воздуха и иссушение верхнего слоя почвы (трещины на глубину 30 см) не способствовали формированию хорошей вегетативной массы.
Цветение и бобообразование шло в условиях прохладной погоды. Сумма эффективных температур выше 15°С в июле составила 77°С, в августе всего 55°С, что в основном предопределило урожайность надземной массы сои. За весь вегетационный период от всходов до уборки сои сумма активных температур выше 10°С составила 1828°С, а сумма эффективных температур - 282°С, что в 1,5 раза меньше по сравнению с 2018 годом.
С учетом сложившихся метеорологических условий в годы исследований была получена средняя урожайность сои в 2017 году - 1,09 т/га, в 2018 - 0,99 и в 2019 - 1,31 т/га (табл. 1). Данные результаты свидетельствуют о том, что 2019 год был наиболее благоприятным по погодным условиям для роста и развития сои. Наибольшая урожайность в среднем за годы изучения отмечена у сорта Памяти Фадеева (1,38 т/га). Прибавка относительно сорта стандарта составила 90 кг/га.
Наименее продуктивным был сорт Мерчень, у которого средняя урожайность за данный период составила 0,95 т/га, что меньше лучшего показателя по сорту Памяти Фадеева на 31,16% (0,43 т/га) и сорта стандарта на 26,36% (0,34 т/га).
Самая высокая урожайность за 2017-2019 годы зафиксирована у сорта Чера 1 в 2017 году - 1,55 т/га, а наименьшая в 2018 году у сорта Мерчень - 0,79 т/га. По результатам статистической обработки сортовые различия по данному признаку были достоверны.
Таблица 1
Урожайность сортов сои, т/га __
№ п/п Сорт Урожайность, т/га Отклонение, +/- Коэф-нт вариации, %
2017 2018 2019 средняя т/га %
1 Чера1 st 1,55 1,04 1,27 1,29 - - 19,85
2 Памяти Фадеева 1,37 1,47 1,30 1,38 +0,09 +6,98 6,19
3 Люмария 1,03 1,53 1,50 1,35 +0,06 +4,65 59,68
4 Мерчень 0,79 0,92 1,15 0,95 -0,34 -26,36 19,12
НСР0,5 0,04 0,02 0,02 0,03 - - -
В сложившихся погодно-климатических условиях 2017-2019 гг. по коэффициенту вариации выделен сорт Памяти Фадеева, обладающий лучшей пластичностью и имеющий наименьшую вариабельность (6,19) по сравнению с остальными изученными сортами в опыте: Мерчень (19,12%), Чера 1 (19,85 %), и сорт Люмария (59,68%).
Главными показателями, используемыми в агрометеорологии для оценки складывающихся погодных условий, являются количество осадков, сумма активных и сумма эффективных температур, а интегральным показателем, одновременно учитывающим оба эти показателя, можно считать гидротермические коэффициенты (ГТК). Наиболее известным из них является гидротермический коэффициент Селянинова, используемый для характеристики условий увлажненности и определяемый как отношение суммы атмосферных осадков (ХЮ) в мм за период со среднесуточными температурами воздуха выше 10°С к сумме температур (Х) за это же время, уменьшенной в 10 раз [5]. Корреляция урожаев у изучаемых сортов сои Чувашской селекции с метеорологическими показателями трех лет представлена в таблице 2.
Таблица 2
Коэффициенты корреляции (г) между урожайностью сои и метеорологическими
условиями
№ п/п Сорта яровой пшеницы Осадки, мм Х > 10°С Хэффл °с ГТК
1 Чера1 st +0,9 +0,8 -0,7 +0,9
2 Памяти Фадеева -0,6 -0,9 0,9 -0,6
3 Люмария -0,9 -0,5 +0,3 -0,9
4 Мерчень -0,4 +0,2 -0,4 +0,3
При вычислении коэффициента корреляции между урожайностью и погодными условиями вегетационного периода за 2017-2019 гг. была установлена полная корреляционная связь у сорта стандарта Чера 1 (г = 0,9±0,7), которая показала высокую зависимость получаемой продукции от метеорологических условий. Отмечена также сильная
96
связь урожайности у сорта Памяти Фадеева от теплообеспеченности в период вегетации и имеется средняя степень сопряженности по влагообеспеченности.
Корреляционный анализ межу урожайностью и метеоусловиями вегетационного периода у сорта Люмария показал, что продуктивность данного сорта имеет сильную отрицательную зависимость от влагообеспеченности.
По результатам анализа у сорта Мерчень установлена слабая связь урожайности от погодных условий в вегетационный период по всем изученным показателям.
Заключение
В результате трех летнего изучения сортов сои северного экотипа Чувашской селекции в производственных условиях южной части Волго-Вятского региона достоверно установлено преимущество сорта Памяти Фадеева по семенной продуктивности относительно сорта стандарта (0,09 т/га) и вариабельности показателя урожайности за 2017-2019 годы.
Проведенный корреляционный анализ показал степень влияния различных метеорологических условий на формирование урожайности изученных сортов сои, что позволяет более целенаправленно подходить к выбору возделывания сорта для конкретных климатических условий.
В условиях южной части Волго-Вятского региона существенное влияние на формирование урожайности у сортов Чера 1 и Памяти Фадеева оказывают влагообеспеченность и температурный режим вегетационного периода (r = 0,9±0,6). У сорта Люмария высокая корреляционная взаимосвязь выявлена между влагообеспеченностью и урожайностью вегетационного периода. У сорта Мерчень средние показатели влаго- и теплообеспеченности за период вегетации не отражают в полной мере их влияния на урожайность и имеется средняя степень сопряженности (r = 0,3-0,4), возможно так как направленность их воздействия по фазам развития культуры сильно меняется, что требует дополнительных исследований.
Литература
1. Сеферова И.В. Соя в условиях северо-запада Российской Федерации // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур - 2016. - №3 (167). - С. 101-105.
2. Иванова И. Ю., Ильина С. В. Сравнительная оценка продуктивности перспективных сортов яровой мягкой пшеницы коллекции ВИР // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2018. - Т. 20. -№. 2(2). - С. 182-185.
3. Коваленко С.А., Грабовец А.И., Кадушкина В.П. Корреляционные взаимосвязи между урожаем и элементами его структуры у сортов яровой твёрдой пшеницы донской селекции // Известия ОГАУ. - 2017. - № 5 (67). - С. 31-33.
4. Клочков А.В., Соломко О.Б., Клочкова О.С. Влияние погодных условий на урожайность сельскохозяйственных культур // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. -2019. - № 2. - С. 101-105.
5. Фадеев А.А. Слагающие величины продуктивности сои и параметры модели нового сорта северного экотипа для условий 56 с.ш. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2012. - № 3 (28). - С. 13-17.
6. Фадеев А. А., Фадеева М. Ф., Воробьева Л. В. Оценка раннеспелых сортообразцов сои северного экотипа чувашской селекции по основным хозяйственно ценным признакам в конкурсном сортоиспытании // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. - 2016. - №. 2 (166). - C. 57-62.
7. Филатова С. А., Аляпкин А. В. Сравнительная оценка сортов озимой пшеницы в ОАО "Проземле-Агро" Чашникского района // Технологические аспекты возделывания сельскохозяйственных культур. - 2016. - С. 222-225.
8. Цыгуткин А. С. Демонстрационный опыт в системе методов опытного дела // Агрофизика. - 2012. - №. 2. - С. 37.
9. Иванова И.Ю., Иванова А.О., Ильина С.В. Корреляционная зависимость пшеницы мягкой яровой от элементов продуктивности// Зернобобовые и крупяные культуры. - 2019. - № 4(32). - С. 119-125. DOI: 10.24411/2309-348Х-2019-1114
10. Федин М.А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур // - Москва. -1985.
References
1. Seferova I.V. Soya v usloviyah severo-zapada Rossijskoj Federacii [Soy in the North-West of the Russian Federation]. Maslichnye kul'tury. 2016, no.3 (167), pp. 101-105. (In Russian)
2. Ivanova I. YU., Il'ina S. V. Sravnitel'naya ocenka produktivnosti perspektivnyh sortov yarovoj myagkoj pshenicy kollekcii VIR [Comparative evaluation of productivity of promising spring soft wheat varieties of the VIR collection]. // Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. 2018, vol. 20. no. 2(2). pp. 182-185. (In Russian)
3. Kovalenko S.A., Grabovec A.I., Kadushkina V.P. Korrelyacionnye vzaimosvyazi mezhdu urozhaem i elementami ego struktury u sortov yarovoj tvyordoj pshenicy donskoj selekcii [Correlation relationships between the yield and elements of its structure in spring durum wheat varieties of the don selection]. Izvestiya OGAU. 2017, no.5 (67), pp. 31-33. (In Russian)
4. Klochkov A.V., Solomko O.B., Klochkova O.S. Vliyanie pogodnyh uslovij na urozhajnost' sel'skohozyajstvennyh kul'tur [Influence of weather conditions on crop Productivity]. Vestnik Belorusskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii. 2019, no. 2, pp. 101-105. (In Russian)
5. Fadeev A.A. Slagayushchie velichiny produktivnosti soi i parametry modeli novogo sorta severnogo ekotipa dlya uslovij 56 s.sh. [Composing values of soybean productivity and parameters of the model of a new variety of the Northern ecotype for the conditions of 56 s. sh.]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2012, no.3 (28), pp. 13-17. (In Russian)
6. Fadeev A. A., Fadeeva M. F., Vorob'eva L. V. Ocenka rannespelyh sortoobrazcov soi severnogo ekotipa chuvashskoj selekcii po osnovnym hozyajstvenno cennym priznakam v konkursnom sortoispytanii [Evaluation of early-maturing soybean varieties of the Northern ecotype of the Chuvash selection by the main economically valuable features in the competitive variety testing]. Maslichnye kul'tury. Nauchno-tekhnicheskij byulleten' Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta maslichnyh kul'tur. 2016. no. 2 (166), pp. 57-62. (In Russian)
7. Filatova S. A., Alyapkin A. V. Sravnitel'naya ocenka sortov ozimoj pshenicy v OAO "Prozemle-Agro" Chashnikskogo rajona [Comparative evaluation of winter wheat varieties in JSC "Prozemle-agro" of Chashnik district]. // Tekhnologicheskie aspekty vozdelyvaniya sel'skohozyajstvennyh kul'tur. 2016, pp. 222-225. (In Russian)
8. Cygutkin A. S. Demonstracionnyj opyt v sisteme metodov opytnogo dela [Demonstration experience in the system of experimental business methods]. //Agrofizika. 2012, no. 2. p. 37. (In Russian)
9. Ivanova I.YU., Ivanova A.O., Il'ina S.V. Korrelyacionnaya zavisimost' pshenicy myagkoj yarovoj ot elementov produktivnosti [Correlation dependence of soft spring wheat on productivity elements]. Zernobobovye i krupyanye kul'tury. 2019, no. 4 (32), pp. 119-125. DOI: 10.24411/2309-348H-2019-11142. (In Russian)
10. Fedin M.A. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skohozyajstvennyh kul'tur (Methods of
state variety testing of agricultural crops). Moskva, 1985. (In Russian)
