Влияние элементов технологии возделывания на урожайность сои в условиях черноземов обыкновенных

Актуальность. Соя является одним из богатейших белком растительных продуктов, играет важную роль в решении проблемы питания людей, кормопроизводстве и обеспечении сырьем ряда отраслей промышленности [1, 2]. По питательной ценности семян и зеленой массы соя превосходит другие бобовые культуры. В сухой массе бобов сои содержится до 24—32 % белка, 20—30 % углеводов, 13—17 %, много разных витаминов, каротина и других элементов [2]. Получение высоких и устойчивых урожаев данной культуры является актуальной задачей, стоящей перед работниками аграрного производства. В то же время фактическая урожайность сои, возделываемой в зоне недостаточного увлажнения, значительно ниже проектных показателей. По данным Минсельхоза, средняя урожайность сои за последние 5 лет по районам Ростовской области составила: по Веселовскому – 12,5 ц/га, Зерноградскому – 7,4 ц/га, Азовскому – 10,1 ц/га [3].

Главными факторами, лимитирующими продуктивность данной культуры в зоне недостаточного увлажнения, являются дефицит почвенной влаги в критические периоды водопотребления растений, недостаточное совершенство применяемых технологий возделывания, слабое внедрение в производство новых, эффективных сортов [4, 5]. В условиях неблагоприятной для сельхозтоваропроизводителей конъюнктуры цен на материальные ресурсы (специальную технику, удобрения, ГСМ, средства химизации), а также и на саму продукцию растениеводства, приоритетным становится рациональное использование удобрений, энергетических и трудовых затрат при возделывании сельхозкультур. В связи с этим актуальным остается совершенствование элементов технологии выращивания сои, направленное на оптимизацию факторов, влияющих на рост и развитие растений, широкое использование достижений селекции, способствующие получению высокой и устойчивой урожайности культуры.

В последние годы селекционерами Дона выведен ряд новых интенсивных сортов сои, широкое внедрение которых в производство могло бы способствовать повышению продуктивности данной культуры в регионе. Однако для реализации высокой потенциальной продуктивности новых сортов необходимы современные, адаптированные к условиям засушливого климата технологии возделывания [4]. В связи с этим нами исследовался новый перспективный сорт сои Казачка, выведенный селекционерами ДЗНИИСХ.

Сорт сои Казачка предназначен для почв высокого и среднего уровня плодородия, обладает высокими адаптивными свойствами к жаре и засухе; генетически защищен от основных болезней растений, распространенных на Дону.

Материалы и методы. Целью исследований являлось изучение влияния ключевых элементов технологии (способы основной обработки почвы, уровни минерального питания, норма высева семян) на урожайность сои в почвенно-климатических условиях приазовской зоны Ростовской области. Исследования проводились на опытном поле агрохимии и защиты растений ФГБНУ «ДЗНИИСХ» в 2014—2017 гг. Объектом исследований являлся новый сорт сои Казачка, его урожайность в зависимости от способа основной обработки почвы, нормы высева семян и уровня минерального питания. Варианты опыта были расположены в пространстве в четырехкратной повторности. При этом на варианты со способами основной обработки почвы наложены варианты с нормами высева семян и уровнями минерального питания растений. Опыт трехфакторный: А) способы основной обработки почвы; В) норма высева семян; С) фон минерального питания для изучаемого сорта Казачка.

Фактор А – Способ обработки почвы:

1. Отвальная на глубину 25-27 см (ПЛН- 4-35) (контроль);

2. Чизельная на глубину 35-37 см (ПЧН-2,5);

3. Поверхностная на 12-14 см (АКВ-4).

Фактор В – Норма высева семян:

1. Норма 0,5 млн шт./га (контроль);

2. Норма 0,6 млн шт./га;

3 Норма 0,7 млн шт./га.

Фактор С – Режим питания растений:

1. Без удобрений (контроль) (б/у).

2. Средний уровень питания – N₄₀Р₄₀К₄₀ (0,5 NРК);

3. Высокий уровень питания – N₈₀Р₈₀К₈₀ (NРК);

Нормы удобрений вносились под основную обработку почвы – N₈₀Р₈₀К₈₀ и N₄₀Р₄₀К₄₀. При проведении основных обработок под сою энергетические затраты составили: при отвальной обработке 364, чизельной – 145, поверхностной – 86 МДж/га.

Система защиты растений от сорной растительности и вредных организмов с учетом изменяющейся фитосанитарной ситуации предусматривает: применение гербицида сплошного действия Раундап до всходов нормой 3,5—4,0 л/га; боронование по всходам в фазе 5—6 листьев; обработка посевов инсектицидом Карате Зеон нормой 0,125—0,130 л/га в фазе молочно-восковой спелости против хлопковой совки.

Условия проведения исследований. Почва опытного участка представлена черноземом обыкновенным карбонатным среднемощным легкосуглинистым на лессовидном суглинке. Содержание гумуса в пахотном слое 3,9—4,1 %, общего азота 0,21—0,24%. Содержание минерального азота и подвижного фосфора низкое, обменного калия – повышенное. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,2—7,3). Плотность сложения пахотного слоя в ненарушенном состоянии составляет 1,29г/см³. Агротехника при проведении опыта соответствовала зональным рекомендациям [6]. При проведении опыта использовались общепринятые методики [7, 8].

В годы проводимых исследований погодные условия в период роста и развития сои существенно отличались, что отражает показатель гидротермического коэффициента, который составил в 2015 году – 0,65; 2016 – 0,82, 2017 году – 0,77, характеризуя вегетационные периоды как «очень засушливый» и «засушливый».

Результаты. Соя считается относительно засухоустойчивой культурой. Однако, как показывает практика, в годы, когда погодные условия способствовали оптимальной влагообеспеченности растений, урожайность культуры увеличивалась более чем в два раза, по сравнению с условиями возделывания при дефиците почвенной влаги. Поэтому важным фактором, оказывающим существенное влияние на условия роста и развития сои в зоне недостаточного увлажнения, являются запасы продуктивной почвенной влаги, особенно в критические периоды водопотребления культуры, которые напрямую зависят от количества выпавших атмосферных осадков. Критическим периодом водопотребления сои является цветение, и дефицит почвенной влаги в это время оказывает существенное влияние на снижение урожайности культуры. Высока потребность растений во влаге и в период восковой спелости.

Одним из показателей почвенной влагообеспеченности являются запасы продуктивной влаги в слое 1 м. На основании ранее проведенных исследований установлено, что если в названном слое содержится влаги более 160 мм, запасы оцениваются как «отличные»; 160—130 мм – «хорошие»; 130—90 мм – «удовлетворительные»; 90—60 мм – «плохие» и менее 60 мм – «очень плохие» [9].

Разные фоны минерального питания сои, а также нормы высева семян, не оказывали заметного влияния на изменение влажности почвы на вариантах опыта. Более весомые различия в содержании продуктивной влаги в метровом слое почвы имели место при разных способах основной обработки почвы. Характерны средние показатели в годы исследований на варианте с нормой NPK и средней по высеву нормой семян (таблица 1).

Таблица 1 – Запасы продуктивной почвенной влаги под соей сорта Казачка в слое 1 м в зависимости от способа основной обработки почвы (вариант с нормой NPK), мм

Как следует из приведенных данных, при посеве сои запасы продуктивной влаги на вариантах опыта изменялись в пределах 162—179 мм и оценивались как «отличные». При этом количество влагозапасов увеличивалось пропорционально снижению интенсивности обработки. Самая существенная разница отмечена между вариантами отвальной и поверхностной обработок, где более мелкая обработка способствовала увеличению почвенных влагозапасов на 17 мм, или 10,5%.

В период цветения, когда потребность растений сои во влаге резко повышается, почвенные влагозапасы на вариантах варьировали от 106 до 117 мм и оценивались как «удовлетворительные». Разница между наибольшими и наименьшими значениями сократилась до 7,5 %.

В период восковой спелости запасы почвенной влаги в слое 1 м при отвальной обработке составили 81, чизельной – 85, поверхностной – 88 мм, что позволяет оценить их количество как «плохое». В данной фазе развития растений разница в показателях влагозапасов на вариантах стала минимальной. В период полной спелости почвенная влага в метровом слое опустилась до крайне низкого уровня – 47—50 мм.

Таким образом, запасы почвенной влаги на посевах сои в периоды наибольшей водопотребности растений оценивались в годы исследований как «удовлетворительные» (цветение) и «плохие» (восковая спелость), что оказало определенное влияние на показатели продуктивности культуры.

Разные способы основной обработки почвы, нормы высева семян и фоны минерального питания предопределили отличия условий вегетации сои на вариантах опыта и отразились на средних показателях урожайности (таблица 2).

Таблица 2 – Урожайность сои сорта Казачка в зависимости от способов основной обработки, нормы высева и уровней минерального питания

Как следует из приведенных данных, наибольшая продуктивность сои обеспечивалась при отвальной основной обработке почвы, независимо от фона минерального питания и нормы высева семян. Урожайность семян при разных нормах удобрений составила: при норме высева семян 0,5 млн. шт./га – 10,8—14,0 ц/га; норме 0,6 млн. шт./га – 12,0—17,7 ц/га; норме 0,7 млн шт./га – 13,0-19,5 ц/га. При чизельной основной обработке почвы отмечено некоторое снижение урожайности сои, которое, независимо от фона минерального питания, равнялось: при норме высева 0,5 млн. шт./га – 0,1—0,7 ц/га, или 0,9—5,0%, норме 0,6 млн. шт./га – 0,4—1,3 ц/га (3,3—7,3%), норме 0,7 млн шт./га – 0,6—1,2 ц/га, или 4,6—56,1 %, по сравнению с контролем. В условиях поверхностной основной обработки почвы аналогичные снижения урожайности были выше, возрастая по мере увеличения посевных норм и составив 1,4—2,9 ц/га (13,0—20,7%), 1,7—5,5 ц/га (14,2—31,1%) и 3,8—8,0 ц/га (29,2—41,0%).

Увеличение нормы высева семян способствовало повышению продуктивности сои, независимо от способа основной обработки почвы и уровня минерального питания. В условиях отвальной основной обработки, при разных фонах удобрений, увеличение норм высева до 0,6 и 0,7 млн. шт./га повышало урожайность семян, соответственно, на 1,2—3,7 ц/га (11,1—26,4%) и 2,2-5,5 ц/га (20,4-39,3%), по сравнению с контролем. Аналогичное увеличение на вариантах с чизельной обработкой почвы составило 0,9—3,1 ц/га (8,4—23,3%) и 1,7—5,0 ц/га (15,9—37,6%). Значительно меньшие прибавки урожайности семян по мере увеличения нормы высева получены в условиях поверхностной основной обработки. При разных фонах удобрений увеличение урожайности семян не превышало: при норме 0,6 млн. шт./га – 0,6—1,1 ц/га (5,6—9,9%), норме 0,7 млн. шт./га – 0,2—0,4 ц/га (1,9—3,6%).

Применение удобрений обеспечивало повышение урожайности сои, которая возрастала по мере увеличения норм минерального питания и высева семян, а также интенсификации основной обработки почвы. При норме высева 0,7 млн. шт./га на вариантах отвальной обработки фон удобрений N₄₀Р₄₀К₄₀ обеспечивал прибавку урожайности 4,0 ц/га или 30,8 %, а фон удобрений N₈₀Р₈₀К₈₀ – 6,5 ц/га, или 50,0 %, по сравнению с контролем. Аналогичные прибавки после чизельной обработки почвы составили 3,8—5,9 ц/га, или 30,7—47,6%. Меньший эффект от применения удобрений получен на вариантах с поверхностной обработкой, где соответствующие прибавки не превышали 1,7—2,3 ц/га (18,5—25,0%).

Аналогичная тенденция изменения урожайности просматривалась и на вариантах с нормой высева 0,6 млн. шт./га. В этих условиях фон N₄₀Р₄₀К₄₀ при отвальной и чизельной обработках обеспечивал прибавку урожайности 2,9 и 2,8 ц/га, или 24,1 а фон N₈₀Р₈₀К₈₀ – 5,7 и 4,8 ц/га, или 47,5 и 41,4%, по сравнению с контролем. При поверхностной обработке аналогичные прибавки не превысили 1,0—1,9 ц/га (9,7—18,5%).

При норме высева 0,5 млн. шт./га прибавки урожайности от применения удобрений были ниже. При этом нормы N₄₀Р₄₀К₄₀ и N₈₀Р₈₀К₈₀ обеспечивали прибавку урожайности: по отвальной обработке – 1,9 ц/га (17,6%) и 3,2 ц/га (29,6%); чизельной – 1,5 ц/га (14,0%) и 2,6 ц/га (24,3%); поверхностной – 1,3 ц/га (13,8%) и 1,7 ц/га (18,1%).

Разные фоны минерального питания сои оказали влияние на показатели эффективности использования удобрений (таблица 3).

Таблица 3 – Анализ эффективности применения удобрений под сою сорта Казачка

Наиболее высокая окупаемость удобрений прибавкой урожая обеспечивалась средним фоном минерального питания растений, независимо от разных способов основной обработки и норм высева семян. В абсолютном значении самый высокий показатель получен на среднем фоне удобрений при отвальной обработке и норме высева 0,7 млн. шт./га, составив 3,33 кг дополнительной продукции на 1 кг внесенных удобрений. В условиях чизельной и поверхностной обработках почвы при той же норме высева соответствующие показатели были меньше, составив 3,17 и 1,42 кг/кг.

На высоком фоне удобрений при норме высева 0,7 млн. шт./га в условиях отвальной, чизельной и поверхностной обработок дополнительной продукции на 1 кг внесенных удобрений получено меньше, чем на среднем фоне, она не превысила 2,71; 2,46 и 0,96 кг/кг соответственно.

Заключение. Таким образом, при возделывании нового сорта сои Казачка наибольшая урожайность семян обеспечивалась при отвальном способе основной обработки, высоком фоне удобрений (N₈₀Р₈₀К₈₀) и норме высева семян 0,7 млн. шт./га и составила 19,5 ц/га. Однако при этом разница с аналогичным показателем в условиях чизельной обработки не превысила 1,2 ц/га, или 6,1 %.

Наибольшая окупаемость 1 кг удобрений прибавкой урожая получена на среднем фоне минерального питания (N₄₀Р₄₀К₄₀), независимо от способа основной обработки почвы и норм высева семян. Лучший показатель отмечен на отвальной обработке при норме высева 0,7 млн. шт./га, окупаемость составила 3,33 кг/кг.

В целом, при возделывании нового сорта сои Казачка, в условиях дефицита энергетических и минеральных ресурсов, на варианте: отвальный способ основной обработки, высокий фон удобрений (N₈₀Р₈₀К₈₀) и норма высева семян 0,7 млн. шт./га, возможно применение менее энергозатратной чизельной обработки и среднего фона минерального питания, обеспечивающего наиболее эффективное использование удобрений.

Список литературы

1. Селицкий С. А., Балакай Г. Т. Технология возделывания сои в Ростовской области // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр. / ФГБНУ «РосНИИПМ». Новочеркасск: РосНИИПМ, 2015. Вып. № 3(59) – С. 212–216.

2. Шевченко П. Д., Зинченко В. Е. Растениеводство. Новочеркасск, 2012. – 520 с.

3. Григорьева А. В. Урожайность сои в условиях Ростовской области: Материалы VIII Междунар. конф. молодых ученых и специалистов. Краснодар: ВНИИМК, 2015. – С. 51.

4. Зинченко В. Е., Гринько А. В., Вошедский Н. Н. Возделывание сои на богаре в условиях Ростовской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2017. №4. – С.79—82.

5. Кулыгин В. А. Влияние элементов технологии на продуктивность сои в условиях обыкновенных черноземов // Достижения АПК, 2016. №2. – С. 69—72.

6. Зональные системы земледелия Ростовской области (на период 2013—2020 гг.): монография / Донской зональный НИИ сельского хозяйства РАСХН. – Ростов н/Д.: МСХиП РО, 2012. – Ч. 3. – 375 с.

7. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Сельхозгиз, 1985. – 424 с.

8. Методика полевых опытов с кормовыми культурами. М.: Изд-во ВНИИ кормов, 1971. – 157 с.

9. Вадюнина А. Ф., Корчагина З. А. Методы исследования физических свойств почв. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1986. – С. 151.

Spisok literatury

1. Selitskiy S. A., Balakay G. T. Tekhnologiya vozdelyvaniya soi v Rostovskoy oblasti // Puti povysheniya effektivnosti oroshayemogo zemledeliya: sb. nauch. tr. / FGBNU «RosNIIPM». – Novocherkassk: RosNIIPM, 2015. – Vyp. № 3(59) – S. 212–216. 
   Shevchenko P. D., Zinchenko V. Ye. Rasteniyevodstvo. – Novocherkassk, 2012. – 520 s.

2. Grigor'yeva A. V. Urozhaynost' soi v usloviyakh Rostovskoy oblasti: Materialy VIII Mezhdunar. konf. molodykh uchenykh i spetsialistov. – Krasnodar: VNIIMK, 2015. – S. 51.

3. Zinchenko V. Ye., Grin'ko A. V., Voshedskiy N. N. Vozdelyvaniye soi na bogare v usloviyakh Rostovskoy oblasti // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – 2017. – №4. – S.79-82.

4. Kulygin V. A. Vliyaniye elementov tekhnologii na produktivnost' soi v usloviyakh obyknovennykh chernozemov // Dostizheniya APK. – 2016. – №2. – S. 69-72. 

5. Zonal'nyye sistemy zemledeliya Rostovskoy oblasti (na period 2013-2020 gg.): monografiya / Donskoy zonal'nyy NII sel'skogo khozyaystva RASKHN. – Rostov n/D.: MSKhiP RO, 2012. – CH. 3. – 375 s.

6. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta. – M.: Sel'khozgiz, 1985. – 424 s.

7. Metodika polevykh opytov s kormovymi kul'turami. – M.: Izd-vo VNII kormov, 1971. – 157 s.

8. Vadyunina A. F., Korchagina Z. A. Metody issledovaniya fizicheskikh svoystv pochv. – 3-ye izd., pererab. i dop. – M.: Agropromizdat, 1986. – S. 151.

Библиографическая ссылка

Гринько А. В., Кулыгин В. А., Влияние элементов технологии возделывания на урожайность сои в условиях черноземов обыкновенных  // «Живые и биокосные системы». – 2017. – № 22; URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-22/article-4