Формирование урожайности сортов сои в зависимости от систем питания в условиях Восточной части лесостепи Украины

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (140), 2009

П. В. Чернышенко,

научный сотрудник

В. В. Кириченко,

академик УААН, доктор сельскохозяйственных наук

С. С. Рябуха,

кандидат сельскохозяйственных наук Институт растениеводства им. В.Я. Юрьева УААН

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ СОРТОВ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СИСТЕМ ПИТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЛЕСОСТЕПИ УКРАИНЫ

Ключевые слова: соя, сорта, азотное питание, клубеньковые бактерии, урожай

УДК 635.655: 631.5

Введение. Минеральное питание зернобобовых культур, в частности сои, достаточно сложный процесс. До настоящего время для исследователей остается дискуссионным вопрос о целесообразности при-

менения азотных удобрений под эту культуру.

По мнению Лещенко А. К. [1], оптимизация питания, как важный фактор продуктивности растений, в значительной мере подвержена агротехническому контролю, основой которого является изучение потребности в элементах питания и условий среды. В этом направлении в нашей стране и за рубежом проведено много исследований, однако в вопросе о минеральном питании сои имеется ряд нерешенных проблем, что замедляет реализацию потенциальных возможностей этой культуры.

Цель и задачи исследований. Особое место в симбиотических отношениях сои с клубеньковыми бактериями занимают минеральные соединения азота.

В результате исследований процесса азотного питания сформировалось несколько различных точек зрения. Скурту М. И. [2] считает, что бобовые растения не нуждаются во внесении минеральных соединений азота, так как 40-70 % этого элемента соя получает благодаря симбиотической азотфиксации и что минеральный азот угнетает азотфиксирующую активность.

Лупашку З. А., Чернобровина Р. М. и другие исследователи [3, 4] придерживаются мнения, согласно которому бобовым нужны небольшие "стартовые дозы" азота для роста и развития растений до начала азот-фиксации.

Адамень Ф. Ф. [5] рекомендует применять под сою средние (90-60 кг/га) дозы азотных удобрений с учетом взаимодополнения симбиотрофного и автотрофного питания азотом, основанного на синергизме минерального и симбиотического азота.

По мнению Вавилова П. П., Посыпанова Г. С. [6] и Бабича А. А. [7], для получения высоких урожаев семян сои необходимо полное обеспечение растений минеральным азотом, поскольку за счет симбиоза фиксируется сравнительно небольшое количество этого элемента. Они предлагают отказаться от "услуг" клубеньковых бактерий и перевести бобовые культуры на питание минеральным азотом [6, 7].

Таким образом, мнения ученых и специалистов о применении минеральных удобрений под сою весьма противоречивы. Более того, для новых регионов возделывания этой культуры использование удобрений с учетом местных почвенно-климатических условий и новых сортов требует дальнейшего изучения. В настоящее время еще не полностью определено, какие удобрения обеспечивают оптимальные условия для формирования высоких урожаев зерна и посевных качеств семян сои. Неразрешенность этих вопросов и обусловила необходимость исследований.

Материал и методы. Исследования проводились в лаборатории растениеводства и сортоизучения Института растениеводства им. В. Я. Юрьева УААН в течение 2005-2008 гг. в стационарном (третья ротация) зернопаропропашном севообороте со следующим чередованием культур: 1) черный пар; 2) озимая пшеница; 3) сахарная свекла; 4) яровые зерновые; 5) горох на зерно; 6) озимая пшеница; 7) кукуруза на зерно и соя; 8) яровые зерновые; 9) подсолнечник. Почва опытного участка - чернозем типичный среднегумусный, мощный, который характеризуется следующими показателями: содержание гумуса в пахотном слое 5,25-5,38 %; рН солевой вытяжки 6,0-6,5; содержание азота 16,8-17,5 мг/кг почвы, подвижного фосфора 11,2-14,8, обменного калия 11,1-13,3 мг/100 г почвы. Опыты закладывались на сортах сои украинской селекции Романтика, Мрия, Аметист, Скеля (фактор А) по предшественнику озимая пшеница по многофакторной схеме методом расщепленных делянок. Использовались фоны питания (фактор В): а) без удобрений (фон севооборота, формирующийся под воздействием природного плодородия почвы и чередованием культур - контроль); б) органический (30 т/га навоза под основную обработку почвы); в) органоминеральный (30 т/га навоза + М30Р30К30 под вспашку); г) органоминеральный интенсивный (30 т/га навоза + М60Р60К60 под основную обработку почвы). Семена бактериальными удобрениями не обрабатывались. Посев проводили в оптимальные для региона сроки (первая декада мая) селекционной сеялкой СН-16 с шириной междурядий 45 см на глубину 4-5 см с нормой высева 650 тыс. всхожих семян на 1 га. Технология возделывания сои, кроме исследуемых элементов, была общепринятой для зоны. Учётная площадь делянки - 28 м2, повторность опыта трехкратная. Учёт урожая проводили путём сплошного обмолота делянки самоходным комбайном "Сампо-130" при достижении влажности семян сои 14 % и менее с перерасчётом на стандартную влажность - 14 %. Статистическую обработку результатов исследований выполняли методом дисперсионного анализа [8].

Результаты и обсуждение. Годы исследований резко отличались по погодным условиям. Так, агрометеорологические условия 2005, 2007 гг. были благоприятными для сои. В 2006 г. отмечалась интенсивная засуха в фазы цветения - налива, а в 2008 г. - в фазе налива, что существенно отразилось на росте, развитии и продуктивности растений сои.

Климатические условия вегетационного периода сои оказали заметное влияние на эффективность вносимых органических и минеральных удобрений. В 2005 и 2007 гг. сложились наиболее благоприятные погодные условия для роста и развития сои (табл. 1).

Поэтому ее урожайность была выше, чем в более засушливые 2006 и 2008 гг. В среднем за годы исследований, урожай семян в зависимости от применявшейся системы удобрения колебался в пределах: от 1,84 до 1,95 т/га у сорта Мрия; от 1,80 до 1,94 т/га у сорта Романтика; от 1,78 до 2,02 т/га у сорта Аметист и от 1,81 до 1,93 т/га у сорта Скеля. При этом на органическом фоне питания (навоз 30 т/га) у изучаемых сортов наблюдался наивысший урожай семян. Прибавка урожая на этом фоне в сравнении с контролем

составляла у сорта Мрия 0,11 т/га, Романтика 0,14 т/га, Аметист 0,24 т/га и у сорта Скеля 0,06 т/га. На орга-номинеральных фонах урожай семян сои у сортов Мрия, Романтика и Аметист незначительно увеличивался в сравнении с контрольным вариантом. У сорта Скеля наблюдалось снижение урожая на 0,06 т/га при совместном применении органических и минеральных удобрений. величение дозы минеральных удобрений до М60Р60К60 не приводило к повышению урожая семян, а в отдельные годы отмечался отрицательный эффект на некоторых сортах. Таким образом, наиболее благоприятные условия для формирования высокопродуктивных посевов складывались на органическом (навоз 30 т/га) фоне питания.

Таблица 1 - Урожайность сортов сои в зависимости от фонов питания, т/га

Харьков, 2005-2008 гг.

Сорт (А) Фон питания (В) Среднее А

без удобрений (контроль) навоз 30 т/га (фон) фон +^Р30К30 фон+К60Рб0Кб0

2005 г.

Мрия 2,31 2,32 2,18 2,18 2,25

Романтика 1,90 2,11 2,06 1,99 2,02

Аметист 1,68 2,05 2,07 1,89 1,92

Скеля 2,83 2,70 2,59 2,54 2,67

Среднее по В 2,18 2,30 2,23 2,15 2,22

НСР05 Вариантов - 0,19; фактора А - 0,10; фактора В - 0,10

2006 г.

Мрия 1,19 1,39 1,35 1,40 1,33

Романтика 1,47 1,55 1,46 1,58 1,52

Аметист 1,46 1,62 1,56 1,58 1,56

Скеля 0,96 1,11 1,07 1,08 1,06

Среднее по В 1,27 1,42 1,36 1,41 1,37

НСР05 Вариантов - 0,10; фактора А - 0,05; фактора В - 0,05

2007 г.

Мрия 2,41 2,62 2,58 2,42 2,51

Романтика 2,28 2,39 2,15 2,21 2,26

Аметист 2,39 2,49 2,36 2,32 2,39

Скеля 2,14 2,23 2,04 2,07 2,12

Среднее по В 2,31 2,43 2,28 2,26 2,32

НСР05 Вариантов - 0,15; фактора А - 0,07; фактора В - 0,07

2008 г.

Мрия 1,44 1,48 1,45 1,39 1,44

Романтика 1,56 1,72 1,65 1,67 1,65

Аметист 1,57 1,94 1,75 1,67 1,73

Скеля 1,55 1,67 1,54 1,54 1,58

НСР05 Вариантов - 0,14; фактора А - 0,07; фактора В - 0,07

Среднее за 2005-2008 гг.

Мрия 1,84 1,95 1,89 1,85 1,88

Романтика 1,80 1,94 1,83 1,86 1,86

Аметист 1,78 2,02 1,93 1,87 1,90

Скеля 1,87 1,93 1,81 1,81 1,85

НСР05 Вариантов - 0,33; фактора А - 0,16; фактора В - 0,16

Известно, что уровень урожайности в значительной мере зависит от особенностей растений и площади листьев на протяжении вегетационного периода. Нашими исследованиями не установлено тесной связи между урожайностью и площадью листьев растений сои (табл.2). Наибольшая площадь листовой поверхности в среднем за 2005-2008 гг. формировалась у сортов Мрия (69,2 тыс. м2/га) и Романтика (71,2 тыс. м2/га) на интенсивном органоминеральном фоне (навоз 30 т/га + М60Р60К60), а у сортов Аметист и Скеля - на фоне с внесением 30 т/га навоза и ^0Р30К30 (68,5 и 65,3 тыс. м2/га соответственно). При этом максимальная урожайность у всех изучаемых сортов наблюдалась на органическом фоне. Площадь листовой поверхности у сортов сои в контроле была значительно меньше в сравнении с другими фонами. В среднем по годам исследований, у сорта Романтика площадь листьев составила в фазе цветения 58,4 тыс. м2/га, тогда как на фоне навоза 30 т/га, а также на фоне навоза 30 т/га с внесением ^0Р30К30 и ^0Р60К60 - 67,0, 64,6 и 71,5 тыс. м2/га соответственно. Такая тенденция наблюдалась у всех изучаемых сортов.

Это можно объяснить тем, что минеральный азот подавлял азотфиксацию, растения переходили на питание минеральным азотом, а урожайность при этом не увеличивалась, хотя площадь листьев значительно возрастала в сравнении с контролем. Так же можно предположить, что на органоминеральных фонах питания задерживалось появление в клубеньках леггемоглобина, отвечающего за начало процесса

симбиотической азотфиксации.

Таблица 2 — Влияние фонов питания на образование площади листовой поверхности, тис. м2/га

Харьков, 2005-2008 гг.

Сорт (А) Фон питания (В) Среднее по А

без удобрений (контроль) навоз 30 т/га (фон) фон + ^Р30К30 фон +М60Р60К60

Мрия 53,1 55,1 54,3 59,2 60,4

Романтика 58,4 57,0 54,5 71,5 65,4

Аметист 50,7 53,1 58,5 54,4 61,7

Скеля 59,0 53,9 55,3 50,4 62,2

Среднее по В 55,3 62,3 65,7 66,4 62,4

НСР05 вариантов - 14,5; фактора А - 7,03; фактора В - 7,03

Разделение семян сои, полученных при применении различных доз удобрений, на фракции по крупности, показало, что сорт Аметист имел более крупные семена, но был менее выровненным, чем сорта Мрия, Романтика и Скеля (табл. 3). Это обусловлено особенностями сорта.

Таблиця 3 - Влияние фонов питания на фракционный состав семян сортов сои, %

Харьков, 2005-2008 гг.

Сорт (А) Фон питания (В) Фракция семян

больше 6,5 мм 5,5-5,5 мм меньше 5,5 мм

Мрия Без удобрений 20,9 59,0 20,1

Навоз 30 т/га (фон) 22,8 59,1 18,1

Фон + ^30^0 22,4 51,0 15,5

Фон + К60Р60К60 22,3 59,1 18,5

Среднее 22,1 59,6 18,3

Романтика Без удобрений 19,4 70,2 10,4

Навоз 30 т/га (фон) 22,5 58,9 8,5

Фон + ^30^0 22,5 58,7 8,9

Фон + К60Р60К60 23,7 57,4 8,9

Среднее 22,0 68,8 9,2

Аметист Без удобрений 27,4 54,7 7,9

Навоз 30 т/га (фон) 28,2 55,1 5,8

Фон + ^30^0 25,5 57,0 7,4

Фон + К60Р60К60 25,8 55,1 8,1

Среднее 27,0 65,5 7,5

Скеля Без удобрений 17,4 57,3 15,3

Навоз 30 т/га (фон) 19,2 57,3 13,5

Фон + ^30^0 18,0 55,4 15,5

Фон + К60Р60К60 15,3 57,3 15,4

Среднее 17,7 67,1 15,2

Так, например, у сорта Мрия удельный вес фракций размером меньше 5,5 мм составлял от 16,6 до 20,1 %, 6,5-5,5 мм от 59,0 до 61,0 % и больше 6,5 мм от 20,9 до 22,8 %.

Основную часть семенной массы занимала фракция 6,5-5,5 мм, содержание которой в зависимости от сорта колебалось от 59,0 до 70,2 %. Установлено, что содержание фракции семян меньше 5,5 мм было наивысшим у сортов Мрия, Скеля и колебалось от 13,6 % у сорта Скеля на фоне навоза 30 т/га до 20,1 % у сорта Мрия в контроле. У сортов Аметист и Романтика удельный вес этой фракции колебался от 6,8 до 10,4 % на этих же фонах соответственно. В среднем по фонам питания у сортов Мрия и Романтика фракция семян больше 6,5 мм имела примерно одинаковое процентное содержание (22,0-22,1%).

Нашими исследованиями установлено, что на органическом фоне питания (навоз 30 т/га) у изучаемых сортов отмечалось несущественное снижение количества клубеньков на корнях растений (НСР05=7,48 шт.), а также их сырая (НСР05=0,21 г) и сухая (НСР05=0,05 г) масса (табл. 4).

У сорта Аметист при внесении на органическом фоне N3oP30K30, а у сорта Скеля на фоне 30 т/га навоза с внесением ^0Р30К30 и ^0Р50К60 количество клубеньков на одном растении, а так же их сырая и сухая масса были несколько выше по сравнению с контрольным вариантом.

Большее количество клубеньков (22,3-25,7 шт.), а также их сырая (0,51-0,68 г) и сухая (0,13-0,18 г) масса независимо от фонов питания формировалось у растений сорта Скеля.

Таблица 4 - Влияние фонов питания на образование клубеньков на корнях сои

Харьков, 2005-2008 гг.

Сорт Фон питания (В) Количество клубеньков, Масса клубеньков, г/раст.

Без удобрений 19,7 0,56 0,15

Навоз 30 т/га(фон) 17,8 0,54 0,14

Мрия Фон + К3оР3оК3о 18,7 0,50 0,15

Фон + КбоРбоКбо 17,7 0,49 0,15

Среднее 18,5 0,52 0,15

Без удобрений 19,5 0,65 0,17

Навоз 30 т/га(фон) 17,5 0,53 0,14

Романтика Фон + К3оР3оК3о 19,9 0,53 0,14

Фон + КбоРбоКбо 17,9 0,40 0,11

Среднее 18,7 0,53 0,14

Без удобрений 18,4 0,52 0,14

Навоз 30 т/га(фон) 16,8 0,48 0,14

Аметист Фон + К3оР3оК3о 20,1 0,58 0,16

Фон + КбоРбоКбо 18,9 0,47 0,13

Среднее 18,6 0,51 0,14

Без удобрений 23,2 0,54 0,14

Навоз 30 т/га(фон) 22,3 0,51 0,13

Скеля Фон + К3оР3оК3о 24,8 0,53 0,15

Фон + КбоРбоКбо 25,7 0,68 0,18

Среднее 24,0 0,57 0,15

Вариантов 7,48 0,21

НСР05 Фактора А 3,74 0,11 0,02

Фактора В 3,74 0,11 0,02

Этот сорт оказался более пластичным по способности к образованию клубеньков при интенсификации фона питания.

Заключение. В условиях восточной части Лесостепи Украины наивысший урожай семян сои формировался при внесении 30 т/га навоза под вспашку. При этом прибавка урожая составила у сорта Мрия 0,11 т/га, Романтика 0,14 т/га, Аметист 0,24 т/га и у сорта Скеля 0,06 т/га.

Максимальная площадь листовой поверхности наблюдалась у сортов Мрия и Романтика на фоне внесения 30 т/га навоза и ^0Р60К60, а у сортов Аметист и Скеля на фоне 30 т/га и М30Р30К30.

Основная часть семенной массы относилась к фракции 6,5-5,5 мм, содержание которой по сортам колебалось от 59,0 до 70,2%.

Фоны питания не оказали существенного влияния на количество клубеньков на корнях растений, их сырую и сухую массу.

Литература

1. Лещенко, А. К. Соя (генетика, селекция, семеноводство) / А.К. Лещенко, В.И. Сичкарь, В.Ф. Михайлов.- К.: Наукова думка, 1987.- 256 с.

2. Скурту, М. И. Соя - оптимальный режим питания / М. И. Скурту // Сельское хозяйство Молдавии.- 1983.- № 7.- С. 32-35.

3. Лупашку, З. А. Влияние минеральных удобрений и нитрагина на усвоение азота соей, возделываемой в Молдавии / З. А. Лупашку // Бюллетень ВНИИСХМ.- Л., 1981.- № 35.- С. 25-28.

1. Чернобровина, Р. М. Эффективность нитрагинизации сои при внесении различных доз минерального азота / Р. М. Чернобровина, Л. М. Пресман, В. Д. Батенина // Бюллетень ВНИИСХМ.- 1981.-№ 35.- С. 23-25.

2. Адамень, Ф. Ф. Агробиологические особенности возделывания сои в Украине / Ф. Ф. Адамень, В. А. Вергунов, П. Н. Лазер.- К.: Аграрна наука, 2006. - 456 с.

3. Вавилов, П. П. Бобовые культуры и проблемы растительного белка / П. П. Вавилов, Г. С. Посы-панов. - М.: Россельхозиздат, 1983. - 256 с.

4. Бабич, А. А. Сортовая реакция сои на сроки посева, изменение густоты растений и условий питания / А. А. Бабич // Доклады ВАСХНИЛ.- 1974.- № 10. - С. 14-17.

5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Колос, 1968. - 336 с.